Электромагнитные исполнительные устройства: виды и применение

На производстве и в быту активно применяется автоматизация. Для этого используют исполнительные устройства различных типов, гидравлические, пневматические и электрические. Такие устройства включают, отключают, изменяют режим работы механизмов, систем и устройств.

В этой статье мы рассмотрим некоторые электромагнитные исполнительные устройства.

Исполнительные устройства

Для приведения в движение различных механизмов используют электродвигательные и электромагнитные исполнительные механизмы. Для примера электродвигатели используют для автоматического или полуавтоматического управления задвижками, т.н. запорной арматурой на трубопроводах, как газовых, пневматических, водоснабжения и прочего.

Принцип действия электромагнитного исполнительного устройства заключается в совершении работы магнитным полем по перемещению сердечника связанного с исполнительными механизмами.

Общее устройство

Если рассмотреть электромагнитные исполнительные устройства в общем виде, то оно состоит из:

1. Катушки.

2. Магнитного сердечника.

3. Связанных рабочих механизмов и систем.

Под катушкой подразумевается электромагнитное устройство – катушка, намотанная на оправке медным прово, внутри которой расположен сердечник. Другое название – соленоид. Такое же устройство имеет .

Снаружи соленоида может располагаться магнитопровод, т.н. ферромагнитное ярмо, он нужен для усиления и направления магнитных сил.

Когда по катушке протекает электрический ток, появляется магнитное поле, металлические элементы исполнительной части (якорь или сердечник) втягиваются и выполняется определенная работа. Таким образом, электрический ток преобразовывается в поступательное движение, а такие исполнительные устройства можно назвать поступательным электроприво.

Стоит отметить, что промышленность изготавливает как устройства для работы в цепях постоянного тока, так и переменного. В принципе в цепях переменного тока широко используются электромагнитные исполнительные устройства, которые содержат выпрямители в своей конструкции. Это связано с тем, что у электромагнитов постоянного тока развивают большее тяговое усилие и имеют большую стабильность при тех же размерах, чем электромагнит переменного тока, а также дешевле в изготовлении.

Также стоит отметить, что большинство представителей электромагнитного привода ограничены двумя конечными положениями сердечника, типа «включено»/«выключено».

Давайте рассмотрим, где встречаются такие исполнительнее устройства, начнем с того, что встречается в быту чаще всего, затем рассмотрим промышленные исполнения.

Втягивающее стартера ДВС

В автомобилях для запуска двигателя используют стартер – мощных электропривод постоянного тока. При этом есть две задачи, которые нужно решить для его работы:

1. Стартер – это довольно мощный электродвигатель, его , в зависимости от запускаемого ДВС может различаться от 0.5 кВт на скутерах и легких мотоциклах до 10 кВт на спецтехнике с дизельными двигателями. Такая нужна, чтобы создать достаточный момент, чтобы провернуть коленвал двигателя.

Отсюда возникает проблема пропустить ток такой величины, для этого можно использовать , но в реальности делается все несколько иначе, позже мы рассмотрим этот вопрос.

  Стоит ли переходить на двухзонный учет электроэнергии

2. Стартер приводит в движение ДВС путем вращения маховика, на котором надет венец – зубчатое кольцо. Стартер соединяется с маховиком с ю бендикса (это обгонная муфта), он нужен для того, чтобы предотвратить перчу вращательного момента от ДВС на вал стартера.

Когда вы включаете цепь питания стартера, бендикс соединяется с зубцами венца маховика и начинает вращать его, когда двигатель завелся и вы отключаете цепь стартера – он возвращается в исходное положение.

Чтобы решить эти две проблемы одним устройством, на стартере устанавливают втягивающее . Во-первых, это замыкает силовые контакты (1), через которые и протекает пусковой и рабочий токи стартера. Во-вторых, с подвижной частью соединена специальная тяга (2), которая выталкивает бендикс (3) и, с ю пружины (4), возвращает его обратно.

Электромагнитный замок

Электромагнитный замок позволяет реализовать различные системы безсти, автоматического отпирания дверей при приближении хозяина или при считывании значения RFID метки, NFC или по другим технологиям связи и идентификации.

Для примера рассмотрим характеристика одного из вариантов. Это электромеханическая защелка.

Технические характеристики довольно интересны, она выдерживает усилие до 1000 кг, при потребляемом токе в 0.32А и напряжении в 12В, это чуть больше 4Вт мощности. Подобные замки пригодятся для организации СКУД или проектов умного а.

Встречаются и другие варианты электромагнитных замков, работающих на том же принципе.

Они применяются в совокупности с офонами на входных дверях подъездов.

Электромагнитный

Электромагнитный это устройство, предназначенное для управления потоком жидкостей или газов, которое приводится в действие электрически и которое также может быть установлено в удаленных или недоступных местах или подвергаться неблагоприятным условиям работы.

Электромагнитные ы могут управляться простыми электрическими переключателями, датчиками, часами или любыми другими устройствами, которые  включают или отключают электрическую цепь.

В трубопроводах устанавливаются а для контроля прохождения рабочей среды (газа или жидкости). Они бывают нормально-открытыми (пропускают жидкость/газ, когда не подано) и нормально-закрытыми (пропускают только когда подано).

При этом нормально-закрытые а зачастую конструктивно выполнены с упругой фиксацией, что позволяет избежать повреждения трубопровода при резком изменении давления, т.е. он слегка пропускает рабочую среду, для компенсации резкой смены давления.

При этом в трубопроводах большого давления электромагнитный управляет открытием не основного трубопровода, а пневмо- или гидросистемы, которая отпирает основную силовую часть запорной арматуры.

  Геотермальный тепловой насос: экономия плюс автономия

Таким образом, можно организовать регулировку степени открытия задвижки или крана. Реализация достаточно проста – попеременное открытие подачи в камеру прямого или обратного хода управляющего вещества (пневматики или гидравлики).

На рынке представлен широкий выбор электромагнитных ов для различных применений, от нефтехимической до автомобильной. Учитывая это разнообразие, существуют разные способы их классификации.

По принципу действия их различают:

  • прямого действия, срабатывают по нулевом перепаде давления;
  • пилотные (непрямого действия), которые срабатывают при минимальном перепаде давления.

А также на:

  • запорные (2/2 ходовые);
  • распределяющие трехходовые (3/2 ходовые);
  • переключающие ы (2/3 ходовые).

Пилотный электромагнитный

Ниже изображена схема нормально-закрытого а.

Когда питание катушки не подаётся, остаётся в закрытом положении. Поршень или мембрана под давлением пружины плотно прижаты к своему седлу.

Когда подключают питание к катушке, то возникающие силы противодействуют пружине и открывается. Учтите, что в описании опущен ряд подробностей, которые не касаются электричества.

Ниже изображен нормально-открытый .

Когда на катушку не подано – он открыт, а когда вы подаете , он закрывается, этот, как и предыдущий чтобы поддерживать в рабочем состоянии нуждается в удержании питающего напряжения на катушке.

Кроме питания, нужно еще и помнить, о том, что они срабатывают только при перепаде давлений. Может использоваться в отоплении, водоснабжении, пневматических системах.

Электромагнитный прямого действия

Главным отличием является то, что для его открытия/закрытия не нужен перепад давления до и после а. Это значит, что могут использоваться как в трубопроводах с давлением и без давления – слив жидкости с емкостей, ресиверов. В них обычно давление слишком маленькое, либо отсутствует.

Бистабильный

Другое название бистабильного а – импульсный. Для удержания в открытом/закрытом состояния не требуется удержание управляющего напряжения. Для переключения состояний подают импульс напряжения определенной полярности. Работают в цепях постоянного тока.

Для работы таких ов требуется перепад давлений.

Электромагнитный или соленоидный является надежной трубопроводной арматурой с большим ресурсом работы (порядка миллиона переключений).

К тому же отличаются высоким быстродействием (30-500 мс, в зависимости от диаметра), чего не могут обеспечить задвижки, приводящиеся в движение от электродвигателя. Кроме того не требует такого обслуживания и регулярной наладки, установки концевых выключателей как те же задвижки.

Двухходовой является наиболее распространенным типом электромагнитного а; Он имеет одно входное и одно выходное соединение и регулирует поток жидкости в одной линии. Он может быть прямого действия или пилотного, в зависимости от мощности системы. Каждый из них может быть «нормально закрытым» или нормально открытым».

  Лето с комфортом: дачный солнечный водонагреватель своими руками

Трехсторонний клкпан. У них одно впускное соединение и два разных выпускных патрубка. По сути, они представляют собой комбинацию «нормально закрытого» и «нормально открытого» двухходового а в едином корпусе и с одной катушкой. Большинство из них относятся к типу «с пилотным управлением».

Эти ы в основном используются в промышленных холодильных установках и в системах кондиционирования а, для рекуперации тепла, для повышения производительности компрессоров и для размораживания горячим газом.

Четырехходовой . Их также называют ивными ами. Его используют почти исключительно в тепловых ах, чтобы выбрать цикл охлаждения или нагрева, в зависимости от требований. Эти ы имеют три выхода и один общий вход.

Тепловой  — это центральный кондиционер с обратимым циклом. Летом хладагент поглощает тепло изнутри а и выводит его наружу. Зимой цикл меняется на противоположный: хладагент поглощает тепло извне и выпускает его в . Конденсатор и испаритель вынуждены поменять местами функции, меняя направление потока хладагента, и четырехходовой заботится об этом.

Электромагнит

Электромагниты широко используются в металлургии, на производстве и свалках. Это отличный вариант для подъема и переноса металлолома и металлических изделий.

Различают такие виды электромагнитов:

  • нейтральные электромагниты – работают от постоянного тока;
  • поляризованные электромагниты, работают при наличии двух независимых магнитных потоков – рабочего и поляризирующего;
  • электромагнит переменного тока – характерен пульсирующий магнитный поток от нуля до максимума, вибрации якоря.

Как и некоторые типа электродвигателей отличаются включение обмоток:

  • последовательным, когда обмотки выполняются толстым прово с малым количеством витков;
  • параллельным, когда обмотки выполняются тонким прово и большим количеством витков.

Так и по режиму работы:

  • Длительный;
  • Кратковременный;
  • Прерывистый.

 

Заключение

Электромагнитный привод – быстродействующий и дешевый вариант исполнительных механизмов. Также в большинстве своем обладает большей долговечностью, чем электродвигательный привод, по причине отсутствия вращающихся рабочих частей, редукторов.

Алексей Бартош

Подписывайтесь на наш Телеграм-канал чтобы знать больше https://t.me/ieport_new

Pin It

Добавить комментарий