Elektromagnetische aandrijving: typen, doel, werkingsprincipe

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Bij de toepassing van compacte, productieve en functionele aandrijfmechanismen zijn tegenwoordig bijna alle gebieden van menselijke activiteit, van zware industrie tot transport en huishoudens, geïnteresseerd. Dit is ook de reden voor de constante verbetering van traditionele concepten van krachtbronnen, die, hoewel ze verbeteren, het fundamentele apparaat niet veranderen. De meest populaire basissystemen van dit type omvatten een elektromagnetische aandrijving, waarvan het werkingsmechanisme zowel in grootformaatapparatuur als in kleine technische apparaten wordt gebruikt.

Drive-toewijzing

In bijna alle doeltoepassingen fungeert dit mechanisme als het uitvoerende orgaan van het systeem. Een ander punt is dat de aard van de uitgeoefende functie en de mate van haar verantwoordelijkheid in het kader van het totale werkproces kan veranderen. Bijvoorbeeld,bij afsluiters is deze aandrijving verantwoordelijk voor de actuele stand van de afsluiter. In het bijzonder neemt de overlap door zijn inspanning de positie aan van een normaal gesloten of open toestand. Dergelijke apparaten worden gebruikt in verschillende communicatiesystemen, wat zowel het werkingsprincipe als de beschermende eigenschappen van het apparaat bepa alt. Met name de elektromagnetische rookafvoeraandrijving is opgenomen in de infrastructuur van het brandveiligheidssysteem, structureel aansluitend op de ventilatiekanalen. Het aandrijfhuis en de kritische werkende delen ervan moeten bestand zijn tegen hoge temperaturen en schadelijke contacten met thermisch gevaarlijke gassen. Wat het uit te voeren commando betreft, werkt de automatisering meestal wanneer er tekenen van rook worden gedetecteerd. De aandrijving is in dit geval een technisch middel om de rookstroom en verbranding te regelen.

Een complexere configuratie voor het gebruik van elektromagnetische aandrijvingen vindt plaats in meerwegkleppen. Dit zijn een soort collector- of distributiesystemen, waarvan de complexiteit ligt in de gelijktijdige besturing van hele groepen functionele eenheden. In dergelijke systemen wordt een elektromagnetische klepactuator gebruikt met de functie van het schakelen van stromen door mondstukken. De reden voor het sluiten of openen van het kanaal kan bepaalde waarden zijn van het werkmedium (druk, temperatuur), stroomintensiteit, programma-instellingen voor tijd, enz.

Ontwerp en componenten

Het centrale werkelement van de aandrijving is het magneetblok, dat wordt gevormd door een holle spoel enMagnetische kern. Communicatie elektromagnetische verbindingen van dit onderdeel met andere onderdelen worden verzorgd door kleine interne fittingen met stuurimpulsventielen. In de normale toestand wordt de kern ondersteund door een veer met een steel die op het zadel rust. Bovendien zorgt een typisch elektromagnetisch aandrijfapparaat voor de aanwezigheid van een zogenaamde handmatige onderstudy van het werkende deel, die de functies van het mechanisme overneemt in momenten van plotselinge veranderingen of een volledige afwezigheid van spanning. Extra functionaliteit kan worden verschaft door middel van signalering, hulpvergrendelingselementen en fixators van de positie van de kern. Maar aangezien een van de voordelen van dit type schijven hun kleine formaat is, proberen ontwikkelaars, om te optimaliseren, overmatige verzadiging van het ontwerp met secundaire apparaten te voorkomen.

Het werkingsprincipe van het mechanisme

In zowel magnetische als elektromagnetische krachtapparaten wordt de rol van het actieve medium vervuld door de magnetische flux. Voor de vorming ervan wordt ofwel een permanente magneet of een soortgelijk apparaat gebruikt met de mogelijkheid van een puntverbinding of ontkoppeling van zijn activiteit door het elektrische signaal te veranderen. Het uitvoerend orgaan begint te werken vanaf het moment dat de spanning wordt aangelegd, wanneer de stroom door de circuits van de solenoïde begint te stromen. Op zijn beurt begint de kern, naarmate de activiteit van het magnetische veld toeneemt, zijn beweging ten opzichte van de holte van de inductor. Eigenlijk komt het werkingsprincipe van de elektromagnetische aandrijving gewoon neer op de omzetting van elektrische energie inmechanisch door middel van een magnetisch veld. En zodra de spanning da alt, komen de krachten van de elastische veer in het spel, die de kern terug op zijn plaats brengt en het aandrijfanker zijn oorspronkelijke normale positie inneemt. Om de afzonderlijke trappen van krachtoverbrenging in complexe meertrapsaandrijvingen te regelen, kunnen bovendien pneumatische of hydraulische aandrijvingen worden ingeschakeld. Ze maken met name de primaire opwekking van elektriciteit uit alternatieve energiebronnen (water, wind, zon) mogelijk, wat de kosten van de workflow van de apparatuur verlaagt.

Elektromagnetische actuator actie

Het bewegingspatroon van de aandrijfkern en zijn vermogen om als uitgangsvermogenseenheid te werken, bepalen de kenmerken van de acties die het mechanisme kan uitvoeren. Er moet meteen worden opgemerkt dat dit in de meeste gevallen apparaten zijn met hetzelfde type elementaire bewegingen van de uitvoerende mechanica, die zelden worden aangevuld met technische hulpfuncties. Op basis hiervan is de elektromagnetische aandrijving onderverdeeld in de volgende typen:

• Rotary. Tijdens het aanbrengen van stroom wordt een krachtelement geactiveerd, dat een bocht maakt. Dergelijke mechanismen worden gebruikt in kogel- en plugkleppen, evenals in vlinderklepsystemen.
• Omkeerbaar. Naast de hoofdactie kan het zorgen voor een verandering in de richting van het krachtelement. Komt vaker voor in regelkleppen.
• Duwen. Deze elektromagnetische actuator voert een duwende actie uit, die ook wordt gebruikt in distributie enkeerkleppen.

Vanuit het oogpunt van de structurele oplossing kunnen het krachtelement en de kern verschillende onderdelen zijn, wat de betrouwbaarheid en duurzaamheid van het apparaat verhoogt. Een ander ding is dat het principe van optimalisatie de combinatie vereist van verschillende taken binnen de functionaliteit van één technische component om ruimte en energiebronnen te besparen.

Elektromagnetische fittingen

De uitvoerende organen van de drive kunnen in verschillende configuraties werken en bepaalde acties uitvoeren die nodig zijn voor de werking van een bepaalde werkende infrastructuur. Maar in ieder geval zal de functie van het kern- of krachtelement alleen niet voldoende zijn om een voldoende effect te hebben in termen van het vervullen van de laatste taak, zeldzame uitzonderingen daargelaten. In de meeste gevallen is ook een transitielink nodig - een soort vertaler van de opgewekte mechanische energie van de direct aangedreven mechanica naar het doelapparaat. In een vierwielaangedreven systeem werkt een elektromagnetische koppeling bijvoorbeeld niet alleen als een krachtoverbrenger, maar ook als een motor die de twee delen van de as stevig met elkaar verbindt. Asynchrone mechanismen hebben zelfs hun eigen bekrachtigingsspoel met uitgesproken polen. Het leidende deel van dergelijke koppelingen is gemaakt volgens de principes van de rotorwikkeling van een elektromotor, waardoor dit element de functies van een omzetter en krachtvertaler krijgt.

In eenvoudigere systemen met directe actie, wordt de taak van het overbrengen van kracht uitgevoerd door standaard kogellagers, zwenk- en distributie-eenheden. Specifiekde uitvoering en configuratie van de actie, evenals de koppeling met het aandrijfsysteem, wordt op verschillende manieren geïmplementeerd. Vaak worden individuele schema's ontwikkeld om componenten met elkaar te verbinden. In dezelfde elektromagnetische aandrijfkoppeling is een hele infrastructuur georganiseerd met een eigen metalen as, sleepringen, collectoren en koperen staven. En dit is de parallelle opstelling van elektromagnetische kanalen met poolstukken en contouren van de richting van de magnetische veldlijnen niet meegerekend.

Bedrijfsparameters aandrijving

Voor hetzelfde ontwerp met een typisch bedieningsschema moeten mogelijk verschillende capaciteiten worden aangesloten. Typische modellen van aandrijfsystemen verschillen ook in vermogensbelasting, type stroom, spanning, enz. De eenvoudigste magneetklepactuator werkt op 220 V, maar er kunnen ook modellen zijn met een vergelijkbaar ontwerp, maar die moeten worden aangesloten op driefasige industriële netwerken op 380 V. De vereisten voor de stroomvoorziening worden bepaald door de grootte van het apparaat en de kenmerken van de kern. Het aantal omwentelingen van de motor bepa alt bijvoorbeeld direct de hoeveelheid opgenomen vermogen en daarmee de isolatie-eigenschappen, wikkelingen en weerstandsparameters. Concreet gesproken over de industriële elektrische infrastructuur, moet het heavy-duty drive-integratieproject rekening houden met de trekkracht, aardingsluskarakteristieken, implementatieschema voor circuitbeveiliging, enz.

Modulaire aandrijfsystemen

Meest voorkomendede structurele vormfactor voor de productie van aandrijfmechanismen op basis van het elektromagnetische werkingsprincipe is blok (of aggregaat). Dit is een onafhankelijk en enigszins geïsoleerd apparaat dat op het lichaam van het doelmechanisme of ook een afzonderlijke bedieningseenheid is gemonteerd. Het fundamentele verschil tussen dergelijke systemen ligt in het feit dat hun oppervlakken niet in contact komen met de holtes van de tijdelijke stroomverbindingen en bovendien de werkende elementen van de uitvoerende organen van de doelapparatuur. Dergelijke contacten vergen in ieder geval geen maatregelen om beide structuren te beschermen. Het bloktype van een elektromagnetische aandrijving wordt gebruikt in gevallen waarin functionele eenheden moeten worden geïsoleerd van de negatieve invloed van de werkomgeving - bijvoorbeeld van de risico's van corrosieschade of blootstelling aan temperatuur. Voor een mechanische verbinding wordt hetzelfde geïsoleerde anker als een steel gebruikt.

Geïntegreerde schijffuncties

Een soort elektromagnetische krachtaandrijvingen die fungeren als een integraal onderdeel van het werkende systeem en er een enkele communicatie-infrastructuur mee vormen. In de regel hebben dergelijke apparaten compacte afmetingen en een laag gewicht, waardoor ze kunnen worden geïntegreerd in een verscheidenheid aan technische constructies zonder een significante impact op hun functionele en ergonomische kenmerken. Aan de andere kant beperken de optimalisatie van de afmetingen en de noodzaak om de mogelijkheden voor koppelverkoop uit te breiden (directe verbinding met de apparatuur) de makers in het verstrekken vanhoge mate van bescherming van dergelijke mechanismen. Daarom worden typische budgetvriendelijke isolatieoplossingen bedacht, zoals het scheiden van hermetische buizen, die gevoelige elementen helpen beschermen tegen de agressieve effecten van de werkomgeving. Uitzonderingen zijn vacuümventielen met een elektromagnetische aandrijving in een metalen behuizing, waarop fittingen van hoogwaardig kunststof zijn aangesloten. Maar dit zijn al gespecialiseerde vergrote modellen die uitgebreide bescherming bieden tegen giftige, thermische en mechanische factoren.

Toepassingsgebieden van het apparaat

Met behulp van deze schijf worden de taken van mechanische mechanische ondersteuning van verschillende niveaus opgelost. In de meest kritische en complexe systemen worden natloperkoppelingen gebruikt om elektromagnetische apparaten aan te sturen, wat de mate van betrouwbaarheid en prestaties van apparatuur verhoogt. In deze combinatie worden de units gebruikt in transport- en communicatieleidingnetwerken, bij het onderhoud van opslagfaciliteiten met aardolieproducten, in de chemische industrie, bij verwerkingsstations en fabrieken in diverse industrieën. Als we het hebben over eenvoudige apparaten, dan is in de huishoudelijke sfeer een elektromagnetische ventilatoraandrijving voor toevoer- en uitlaatsystemen gebruikelijk. Mechanismen van klein formaat vinden ook hun plaats in sanitair, pompen, compressoren, enz.

Conclusie

Op voorwaarde dat de structuur van het aandrijfmechanisme goed is ontworpen, op basis van elektromagnetische elementen, kunt u behoorlijk winstgevend wordenbron van mechanische kracht. In de beste versies onderscheiden dergelijke apparaten zich door een hoog technisch vermogen, stabiele werking, minimaal stroomverbruik en flexibiliteit in termen van combinatie met verschillende actuatoren. Wat betreft de karakteristieke zwakheden, ze manifesteren zich in immuniteit met weinig ruis, wat vooral uitgesproken is bij de werking van de elektromagnetische aandrijving van de stroomonderbreker op hoogspanningslijnen met een spanning van 10 kV. Dergelijke systemen hebben per definitie speciale bescherming nodig tegen elektromagnetische interferentie. Vanwege de technische en structurele complexiteit als gevolg van het gebruik van een scharnierend hefboommechanisme met een duwer en een vasthoudgrendel in de schakelaar, is extra aansluiting van beschermende elektrische apparaten vereist om de risico's van kortsluiting in de circuits te elimineren.