Электромагнитные исполнительные устройства: виды и применение
Электромагнитные исполнительные устройства: виды и применение
Автоматизация активно используется на производстве и в быту. Для этой цели используются различные типы приводов, в том числе гидравлические, пневматические и электрические. Такие устройства открывают, закрывают и изменяют режим работы механизмов, систем и устройств. В этой статье мы познакомим вас с некоторыми электромагнитными приводами.
Содержание статьи
- привод
- Универсальное устройство
- Электромагнитное реле запуска двигателя
- Электромагнитный замок
- Электромагнитный клапан
- Пилотный электромагнитный клапан
- Электромагнитный клапан прямого действия
- бистабильный клапан
- электромагнит
привод
Для перемещения различных механизмов используются электродвигатели и электромагнитные приводы. Например, электродвигатели используются для автоматического или полуавтоматического управления клапанами, так называемыми клапанами. Запорная арматура на газопроводах, пневмоводопроводах и других трубопроводах.
Принцип работы электромагнитного привода заключается в использовании магнитного поля для выполнения работы по перемещению железного сердечника, связанного с приводом.
Универсальное устройство
Если рассматривать общий вид электромагнитного привода, то он включает в себя:
2. Магнитопровод.
3. Соответствующие рабочие механизмы и системы.
Под катушкой мы подразумеваем электромагнитное устройство — катушку медной проволоки, намотанную на оправку с магнитным сердечником внутри. Другое название – соленоид. В этом же устройстве есть реле.
Так называемая магнитная цепь может располагаться вне соленоида. Ферромагнитное ярмо необходимо для усиления и направления магнитной силы.
При протекании тока через катушку возникает магнитное поле и металлические элементы приводного компонента (якоря или сердечника) притягиваются и совершают определенную работу. Таким образом, ток преобразуется в поступательное движение, и такой исполнительный механизм можно назвать поступательным электроприводом.
Стоит отметить, что промышленность выпускает оба устройства, работающие как в цепях постоянного, так и в переменном токе. В принципе, электромагнитные приводы широко используются в цепях переменного тока, где в конструкцию включены выпрямители. Это связано с тем, что при тех же размерах электромагниты постоянного тока имеют большую тягу и более высокую стабильность, чем электромагниты переменного тока, а также дешевле в производстве.
Также стоит отметить, что большинство представлений об электромагнитных приводах ограничиваются двумя конечными положениями сердечника, например «включено»/«выключено».
Давайте посмотрим, где можно найти такие приводы, начнем с самых распространенных в быту приводов, а затем рассмотрим промышленные варианты.
Электромагнитное реле запуска двигателя
В автомобилях для запуска двигателя используется стартер – мощный электропривод постоянного тока. В то же время есть две проблемы, которые необходимо решить, чтобы он заработал:
1. Стартер представляет собой достаточно мощный электродвигатель, в зависимости от запускаемого двигателя его мощность может варьироваться от 0,5 кВт на скутерах и мопедах до 10 кВт на спецтехнике, оснащенной дизельным двигателем. Эта мощность необходима для создания достаточного крутящего момента для вращения коленчатого вала двигателя.
При этом возникает проблема прохождения такого большого тока, для этого можно использовать реле, но на самом деле все имеет значение, это мы рассмотрим позже.
2. Стартер запускает двигатель внутреннего сгорания путем вращения маховика, имеющего зубчатый венец. Стартер соединен с маховиком через бендикс (это обгонная муфта), это необходимо для предотвращения передачи крутящего момента от ДВС на вал стартера.
При включении цепи питания стартера бендикс соединяется с зубьями кольца маховика и начинает вращаться, при запуске двигателя и выключении цепи стартера он возвращается в исходное положение.
Чтобы решить обе проблемы одним устройством, на стартере устанавливается электромагнитное реле. Сначала реле замыкает силовой контакт (1), через который протекает пусковой и рабочий ток стартера. Во-вторых, к подвижной части реле подсоединен специальный стержень (2), который выталкивает изогнутую деталь (3) и возвращает ее с помощью пружины (4.
Электромагнитный замок
Электромагнитные замки позволяют реализовать различные системы безопасности, которые автоматически отпирают дверь, когда владелец приближается или считывает значение RFID-метки, NFC или других технологий связи и идентификации.
Для примера рассмотрим характеристики одного из вариантов. Это электромеханическая защелка.
Технические характеристики довольно интересные, выдерживает силу до 1000 кг, имеет ток потребления 0,32А и напряжение 12В, что соответствует мощности чуть больше 4Вт. Этот тип замка полезен для организации систем контроля доступа или проектов умного дома.
Читайте также статью: Как вырастить гладиолусы
Есть и другие варианты электромагнитных замков, которые работают по такому же принципу.
Электромагнитный клапан
Электромагнитный клапан — это устройство, предназначенное для управления потоком жидкости или газа. Он имеет электрический привод и может также устанавливаться в удаленных или недоступных местах или в условиях неблагоприятных условий эксплуатации.
Электромагнитными клапанами можно управлять с помощью простых электрических переключателей, датчиков, часов или любого другого устройства, которое размыкает или замыкает электрическую цепь.
Клапан устанавливается на трубопроводе для контроля прохождения рабочей среды (газа или жидкости). Они могут быть нормально открытыми (пропускают жидкость/газ при отсутствии напряжения) и нормально закрытыми (пропускают жидкость/газ только при подаче напряжения).
В то же время нормально закрытая арматура зачастую конструктивно рассчитана на упругую фиксацию во избежание повреждения трубопровода при резком изменении давления, то есть незначительной утечки рабочей среды для компенсации резких изменений давления.
При этом в трубопроводах высокого давления электромагнитный клапан управляет не открытием основного трубопровода, а открытием пневмо- или гидросистемы, тем самым разблокируя основную силовую часть запорной арматуры.
Таким образом можно регулировать открытие клапана или крана. Реализация очень проста – поочередное открытие подачи управляющего вещества (пневматического или гидравлического) в переднюю или заднюю камеру).
На рынке представлен широкий выбор электромагнитных клапанов для различных применений, от нефтехимической до автомобильной. Учитывая такое разнообразие, существуют разные способы их классификации.
По принципу действия его можно разделить на:
- Триггер прямого действия, с нулевым падением напряжения;
- Пилотное управление (косвенного действия), работает с минимальным перепадом давления.
- Закрыть (2/2 пути);
- Трехходовое распределение (3/2-ходовое);
- Переключающий клапан (2/3-ходовой).
Пилотный электромагнитный клапан
На рисунке ниже представлена принципиальная схема нормально закрытого клапана.
Когда на катушку не подается напряжение, клапан остается в закрытом положении. Поршень или диафрагма плотно прижимается к седлу под давлением пружины.
Когда на катушку подается напряжение, возникающая сила противодействует пружине, и клапан открывается. Обратите внимание, что в описании опущены многие детали, не связанные с электричеством.
На рисунке ниже изображен нормально открытый клапан.
При отсутствии напряжения на катушку она включается, а при подаче напряжения – выключается. Это, как и предыдущий клапан, требует поддержания напряжения питания на катушке, чтобы она работала.
Помимо источника питания, нужно еще помнить, что они работают только при наличии перепада напряжения. Может использоваться в системах отопления, водоснабжения, пневмосистемах.
Видео: Пневмораспределитель — устройство и принцип работы.
Электромагнитный клапан прямого действия
Основное отличие состоит в том, что не требуется перепада давления до и после открытия/закрытия клапана. Это значит, что их можно использовать как в напорных, так и безнапорных трубах – для слива жидкостей из емкостей и ресиверов. Обычно у них слишком мало давления или оно отсутствует вовсе.
бистабильный клапан
Другое название бистабильного клапана – импульсный. Поддержание открытого/закрытого состояния не требует поддержания управляющего напряжения. Для переключения состояний подаются импульсы напряжения определенной полярности. Они работают в цепях постоянного тока.
Для работы этих клапанов требуется перепад давления.
Электромагнитный клапан представляет собой надежную трубопроводную арматуру с длительным сроком службы (около миллиона циклов переключения).
кроме того, для них характерны высокие скорости (30-500 мс, в зависимости от диаметра), которые не могут обеспечить клапаны с электроприводом. Кроме того, он не требует обслуживания, регулярной регулировки или установки концевых выключателей, как аналогичные клапаны.
Двухходовой клапан — наиболее распространенный тип электромагнитного клапана; он имеет входное и выходное соединение, которое регулирует поток жидкости в линии. В зависимости от мощности системы он может быть прямого или пилотного действия. Каждый из них может быть «нормально закрытый» или «нормально открытый».
Трехсторонний щелчок для панорамирования. Они имеют одно входное соединение и два разных выходных соединения. По сути, они представляют собой комбинацию «нормально закрытых» и «нормально открытых» двухходовых клапанов в одном корпусе клапана и одной катушке. Большинство из них относятся к типу «пионер».
Эти клапаны в основном используются в промышленных системах охлаждения и кондиционирования воздуха для рекуперации тепла, повышения производительности компрессоров и оттаивания горячим газом.
Четырехходовой клапан. Их еще называют реверсивными клапанами. Он используется почти исключительно с тепловыми насосами с возможностью выбора цикла охлаждения или нагрева в зависимости от требований. Эти клапаны имеют три выхода и общий вход.
Тепловой насос — это тип центрального кондиционера с реверсивным циклом. Летом хладагент поглощает тепло изнутри дома и высвобождает его наружу. Зимой цикл обратный: хладагент поглощает тепло снаружи и отдает его в помещение. Конденсатор и испаритель вынуждены переключать функции и менять направление потока хладагента. За решение этой проблемы отвечает четырехходовой клапан.
электромагнит
Электромагниты широко используются в металлургии, производстве и на свалках. Это отличный выбор для подъема и транспортировки металлолома и металлопродукции.
Существует несколько типов электромагнитов:
- Нейтральный электромагнит – работает на постоянном токе;
- Поляризованные электромагниты действуют при наличии двух независимых магнитных потоков — рабочего и поляризующего;
- Электромагнит переменного тока – характеризуется пульсирующим магнитным потоком от нуля до максимума и вибрацией якоря.
Как и у некоторых типов электродвигателей, состав обмоток различается:
- последовательность, когда обмотка выполнена из толстого провода и имеет меньшее количество витков;
- Когда обмотка выполнена из тонкого провода и большого количества витков, ее подключают параллельно.
Итак, в зависимости от режима работы:
- длинный;
- короткий срок;
- прерывистый.
в заключение
Электромагнитные приводы — быстрый и недорогой вариант приводов. Кроме того, в большинстве случаев он обладает большей долговечностью, чем привод от электродвигателя, за счет отсутствия вращающихся рабочих частей и редукторов.
- Виды и конструкции тепловых реле, расчет и выбор тепловых реле для защиты двигателя
- Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя
- Эксплуатация и обслуживание электромагнитных реле
Надеюсь, эта статья была вам полезна. Смотрите также другие статьи в категории Электроэнергия в быту и работе » Помощь начинающим электрикам
Подписывайтесь на наш Telegram-канал: Бытовая техника
Здесь можно оставлять комментарии, задавать вопросы и общаться:
Обсудить электротехнические темы
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Читайте также статью: Газовый Котел BERETTA CIAO 24 CSI: обзор, характеристики, плюсы иминусы