Основные понятия про электромагниты

Основные понятия про электромагниты

Существуют определенные природные материалы и объекты, которые сами по себе обладают магнитными свойствами. Их называют естественными магнитами. Примерами естественного магнитного материала могут служить железные руды, насыщенные магнитными свойствами. Примером же естественного магнитного объекта выступает наша с вами планета Земля.

Естественные, они же постоянные, магниты обладают высокой остаточной магнитной индукцией, что позволяет им сохранять магнитные свойства на протяжении длительного времени.

Однако, более широкое распространение в промышленности, медицине и других отраслях нашли электромагниты — электрические аппараты, в которых магнитным полем можно управлять. В электроэнергетике применяются, кроме прочего, в реле, выключателях, генераторах.

При определенных условиях магнитные поля способны создавать поля электрические. Верно и обратное утверждение. В этом и кроется суть электромагнитов.

Принцип действия

Чтобы понять, что такое переключатель, требуется рассмотреть принцип его работы и назначение. Устройство служит для перенаправления потока электричества на другую цепь – одна цепь разъединяется и одновременно замыкается другая. Поэтому минимальное количество контактов для такого прибора – три. Для механизмов с двумя и более «клавишами» число удваивается.

Переключатель – это коммутатор между электрическими проводниками реверсного напряжения. Назначение – управление одним источником света из разных мест. В основном используют для помещений со значительной площадью, например, стадионы, производственные цеха или склады.

Самое широкое распространение электромагнитные реле получили на подстанциях по производству электрической энергии. С помощью них обеспечивается безаварийная работа всего оборудования. При этом релейная защита рассчитана на коммутацию при очень большом напряжении – до нескольких сотен тысяч вольт.

А в основном областей применения у реле три:

• сигнализация;
• защита;
• управление.

Причем принцип работы реле в любой из областей остается неизменным. А ценятся они за быструю реакцию на изменение входных параметров у подключаемых линий. Также за долговечность при работе в условиях высокой напряженности и стойкость к электрическим помехам.

За эти качества они участвуют в резервировании линий электропередач. Релейная защита мгновенно отключает поврежденные участки при обрыве проводов или замыкании их на землю. Следует сказать, что надежнее узла на сегодняшнее время просто не существует.

Ни одна конвейерная линия на любом производстве не обходится без электромагнитного реле. Потому что высокие паразитные потенциалы делают, практически, невозможным использование полупроводников. Поскольку последние страдают от статического напряжения.

Электромагнитные реле участвуют в дистанционном управлении нагрузкой. Ими в обязательном порядке комплектуются такие устройства, как пускатели и контакторы. Релейные блоки нашли широкое применение в конденсаторных установках. Последние нужны электродвигателям с очень высокой мощностью, для их плавного пуска.

Электромагнитные реле, кроме участия в создании первого телеграфа, успели еще раз исторически отличиться. Они применялись в первых электронно-вычислительных машинах. Помогали выполнять простейшие логические операции. Конечно же, они отличались очень большой медлительностью. Но, как ни странно, по надежности сильно превосходили следующее поколение комплексов для вычисления на лампах.

Реле, использующее электромагнитные принципы, можно увидеть на каждом шагу и в быту. Оно есть в холодильниках, стиральных машинах и других видах бытовой техники.

Основные характеристики ЭМР

Подбор подходящего ЭМР производится с учетом его основных характеристик, к которым относятся:

1. Коммутируемая мощность (Рсом=Icom*Ucom). По мощности различают нормальные приборы (120 Вт < Рсом < 500 Вт), а также слаботочные реле (Рсом < 120 Вт) и силовые (контакторы), для которых Рсом > 500 Вт.
2. Время срабатывания (tср). Если tср< 50 мс, то прибор считается быстродействующим, а если tср > 150 мс, то это прибор замедленного действия.
3. Мощность срабатывания Рср. У высокочувствительных приборов Рср не превышает 0,01 Вт, а у чувствительных – 0,05 Вт.
4. Уставка – это значение тока, при котором реле срабатывает (ток срабатывания – Icр). Часто величину уставки можно перенастраивать.

Кроме того, при выборе ЭМР часто имеют значение и другие параметры прибора:

• ток отпускания (Iотп);
• сопротивление обмотки (R);
• время отпускания;
• частота коммутации.

Видео – Основные параметры электромагнитных реле

В таблице в качестве примера приведены паспортные характеристики ЭМР РЭС 9.

Обзор основных типов электромагнитных муфт

Тормоза и муфты-тормоза, работающие на электромагнитном принципе, обладают целым рядом преимуществ перед аналогичными пневматическими или гидравлическими тормозными решениями.

Основные достоинства тормозных электромагнитных муфт:

• Точное время включения и чистое освобождение при выключении
• Быстрый отклик срабатывания
• Точное срабатывание
• Малый нагрев тормозных поверхностей
• Удобство управления

Рассмотрим основные типы электромагнитных муфт, принцип работы и применения.

INTORQ 14.105 и 14.115 — электромагнитные муфты сцепления и тормоза

Порошковые электромагнитные муфты

В тормозах и муфтах-тормозах на постоянных магнитах выходной диск (прикрепленный к выходному валу) свободно располагается внутри корпуса. Свободное место заполняется магнитной стружкой или порошком, который остается инертным до тех пор, пока на него не начинает воздействовать магнитное поле, излучаемое неподвижной катушкой, встроенной в корпус. Постоянный ток активирует катушку и, под действием магнитного поля, порошок выстраивается вдоль линий магнитного поля, фиксируя тормозной диск к корпусу и останавливая нагрузку. Только несколько материалов обладают достаточными магнитными свойствами, для использования их в качестве порошка, чаще всего используются железо, никель или хром.

Порошковые электромагнитные муфты обладают плавной регулировкой, что делает выбор в их пользу предпочтительным в системах натяжения и позиционирования, где требуется непрерывное изменение скорости.

Гистерезисные муфты (электромагнитные муфты постоянного момента)

В гистерезисных электромагнитных муфтах тормозной момент пропорционален току при любых моментах. Используемые в основном в приложениях с частичной мощностью, они почти не изнашиваются. Тормозной узел состоит из неподвижного магнита (статор) и подвижного тормозного стакана (ротор). Тормозной момент передается через магнитное поле в зазоре, обеспечивая мягкую передачу крутящего момента от привода к рабочему узлу.

Хотя при работе муфты всегда будет присутствовать небольшой эффект вихревого тока, полный номинальный крутящий момент не зависит от скорости скольжения, относительной скорости между ротором и полюсным узлом. Во время нормальной работы магнитная ориентация ротора постоянно корректируется его вращением и изменением тока катушки; эта динамическая работа приводит к плавным переходам между уровнями крутящего момента для регулировки мощности катушки.

Гистерезисные электромагнитные муфты и тормоза лучше всего подходят для приложений с постоянным крутящим моментом.

Вихревые электромагнитные муфты (асинхронные муфты скольжения или вихревые муфты)

Вихревые электромагнитные муфты конструктивно почти идентичны гистерезисным муфтам. Однако выходные диски, которые вращаются через индуцированные магнитные поля, сделаны из цветных материалов — хороших проводников, которые лишь незначительно магнитны. Материалы, из которых изготавливаются вихревые муфты включают в себя отталкивающий диамагнитный алюминий, слабо притягивающие парамагнитную медь и латунь. Они обычно демонстрируют хорошую проводимость и (что более важно здесь) хороший поток вихревого тока при воздействии колеблющегося магнитного поля.

Принцип работы: Индуктивная катушка магнитного поля муфты возбуждается, создавая магнитный поток, который проходит через выходной ротор к входному барабану. Барабан с приводом от двигателя генерирует вихревые токи и связанное с ними магнитное поле. Это поле выравнивается с магнитными полями в полюсах, ослабляясь противодействующими вихревыми токами (и связанными с ними тепловыми потерями), которые действуют, как сила торможения. Таким образом, крутящий момент создается скольжением.

Вихревые электромагнитные муфты и тормоза часто используются в приложениях, требующих быстрой остановки больших инерционных масс, например, в трамваях и двигателях испытательных стендов.

Вихревые токи способствуют нагреву ротора, что ограничивает использование этого типа муфт. Различные приводные узлы наоборот, хорошо подходят для выбора этих муфт, так как в них является приемлемым отсутствие синхронизации ротора и статора, и более важен постоянный выходной крутящий момент (например, спидометры и тахометры).

Электромагнитные фрикционные муфты

Фрикционные тормоза и муфты работают за счет трения. Они используют электрически созданный магнетизм, чтобы зажать две поверхности трения вместе, тем самым преобразуя кинетическую энергию в тепловую энергию, которая затем рассеивается.

Электромагнитный фрикционный тормоз состоит из двух основных компонентов: якоря и магнита. Якорь представляет собой стальную пластину или диск, предназначенный для вращения; он крепится к валу машины и является частью, зажатой во время торможения. Часто он сегментирован, чтобы устранить деформацию и обеспечить рассеивание частиц тепловой энергии.

Магнит состоит из трех частей: стальной оболочки, катушки или проволоки и поверхности трения. Подача энергии на катушку создает магнитное поле, которое концентрируется на двух полюсах. Это притягивает пластину якоря к полюсам, чтобы завершить магнитную цепь, заставляя ее соприкасаться с фрикционными поверхностями и замедляя нагрузку. Фрикционные поверхности предназначены для рассеивания тепла и равномерного распределения магнитной силы зажима по поверхности якоря.

INTORQ 14.800 — комбинированный муфта-тормоз

Электромагнитные фрикционные муфты аналогичны тормозам. Однако муфты сцепления включают два вала в параллельной или линейной конфигурации. Кроме того, для передачи магнетизма на вращающуюся деталь требуется пространство между катушкой и поверхностью трения.

Наибольшее распространение получили пружинные фрикционные муфты и тормоза:

• Сила постоянного тока сжимает пружины, чтобы освободить фрикционную пластину, соединенную с валом, позволяя ему вращаться

Также находят применение фрикционные тормоза на постоянных магнитах, с электрическим высвобождением. Электромагнитные тормоза с постоянными магнитами способны быстро останавливаться и не повреждаются при высокой скорости цикла. Однако они не подходят для непрерывного скольжения из-за накопления при трении большой тепловой энергии.

Электромагнитные фрикционные муфты и тормоза часто используются в качестве безотказных тормозов удержания (они срабатывают при отключении питания).

Электромагнитные муфты и тормоза от европейского производителя. Со склада в Москве и под заказ

«Атанор-Инжиниринг» является официальным дистрибьютором Kendrion INTORQ в России

Как выбрать подходящую модель?

Чтобы правильно выбрать устройство, необходимо определиться, где он будет использоваться и какими характеристиками должен обладать.

При покупке необходимо обращать внимание на такие свойства:

• электрообслуживание. Желательно, чтобы прибор был с искробезопасностью, малой мощности, с дополнительной ручной регулировкой;
• давление. Выбирая клапан, необходимо учесть, что давление в системе не должно быть выше, чем номинальное давление устройства. Иначе может повредиться механизм;
• внешняя среда. Условия окружающей среды (влажность, перепады температур, влияние ультрафиолета, вибрация) должны совпадать с характеристиками устройства. Внешние факторы могут пагубно влиять на все устройство и на отдельные его элементы;
• напряжение в сети. На этот показатель необходимо обратить особое внимание, так как низкое или высокое напряжение может привести к некорректной работе механизма или выходу его из строя;
• присоединительные размеры. При покупке необходимо учесть диаметр и тип резьбы, которые должны соответствовать параметрам основного трубопровода.

Как правильно подобрать гидрораспределитель с электромагнитным управлением

Один из наиболее важных критериев подбора оборудования – то, в каких условиях его планируют эксплуатировать. Следует сопоставить эти параметры с такими техническими характеристиками устройства, как:

• максимальное допустимое рабочее давление;
• пропускная способность, то есть расход рабочей среды;
• тип питания (постоянный или переменный ток);
• масса оборудования (примерно 1,5-3 кг в зависимости от модели);
• допустимая вязкость рабочего тела: находится в диапазоне от 25 до 2400 сСт.

Обязательное условие надежной и долговечной эксплуатации гидрораспределителя – правильно подобранная жидкая рабочая среда. Здесь стоит ориентироваться на рекомендации производителей оборудования, приведенные в инструкции к нему. Немаловажный параметр – класс чистоты масла. Оптимальное решение – минеральное масло HM или HL, соответствующее актуальным на сегодня высоким стандартам качества. На рабочей среде экономить не стоит. Низкое качество масла и его несоответствие эксплуатационным характеристикам существенно снизит эффективность работы как распределителя, так и гидравлической системы в целом, вызовет преждевременный износ и выход из строя.

Приобрести электромагнитные гидравлические распределители по хорошим ценам в России, странах СНГ и Европы предлагает компания «Hydrolider». В каталоге представлено оборудование ведущих производителей, имеющее сертификаты соответствия и гарантийные обязательства. Специалисты сервисных центров, работающих во многих городах мира, выполнят профессиональный монтаж, обслуживание и ремонт оборудования. Также, в компанию «Гидролидер» можно обратиться за помощью в выборе гидрораспределителей. Задать вопросы консультантам можно по телефону или через онлайн-форму.

19.11.2021