Elektromagnetický pohon: typy, účel, pracovní princip

Téměř všechny oblasti lidské činnosti od těžkého průmyslu po dopravu a domácnost se dnes zajímají o použití kompaktních, produktivních a funkčních pohonných mechanismů. To je také způsobeno neustálým zlepšováním tradičních konceptů pohonných jednotek, které, i když se zlepšují, nemění základní zařízení. Mezi nejoblíbenější základní systémy tohoto typu patří elektromagnetický pohon, jehož pracovní mechanismus se používá ve velkoformátových zařízeních a v malých technických zařízeních.

Účel pohonu

Téměř ve všech cílových aplikacích tento mechanismus slouží jako výkonný orgán systému. Další věc je, že povaha vykonávané funkce a rozsah její odpovědnosti v rámci celkového pracovního postupu se může lišit. Například v uzavíracím ventilu je tento pohon zodpovědný za aktuální polohu ventilu. Zejména díky své síle překrytí zaujme polohu normálně uzavřeného nebo otevřeného stavu. Taková zařízení se používají v různých komunikačních systémech, což určuje princip spouštění i ochranné vlastnosti zařízení. Zejména elektromagnetický pohon odvádění kouře vstupuje do infrastruktury protipožárního systému strukturálním připojením k ventilačním kanálům. Pouzdro pohonu a jeho odpovědné pracovní části musí být odolné vůči vysokým teplotám a škodlivým kontaktům s tepelně nebezpečnými plyny. Pokud jde o příkaz k provedení, automatizace se obvykle spustí při zaznamenávání příznaků kouření. Pohon je v tomto případě technickým prostředkem regulace toků kouře a spalování.

Složitější konfigurace aplikace elektromagnetických výkonných orgánů se vyskytuje u vícecestných jeřábů. Jedná se o druh kolektorových nebo distribučních systémů, jejichž složitost správy spočívá v současném řízení celých skupin funkčních uzlů. Tyto systémy používají elektromagnetický pohon ventilů s funkcí přepínání proudů přes trysky. Důvodem pro uzavření nebo otevření kanálu mohou být určité hodnoty pracovního prostředí( tlak ,teplota), intenzita toku, programová nastavení času atd.d.

Konstrukce a komponenty

Ústředním pracovním prvkem pohonu je solenoidová jednotka, která je tvořena dutou cívkou a magnetickým jádrem. Komunikační elektromagnetická spojení této komponenty s jinými částmi jsou zajištěna malými vnitřními armaturami s řídicími impulsními ventily. V normálním stavu je jádro podepřeno pružinou se stopkou, která spočívá v sedle. Kromě toho typické zařízení elektromagnetického pohonu zajišťuje přítomnost takzvaného ručního zdvojovače pracovní části, který přebírá funkce mechanismu ve chvílích náhlých změn nebo úplného nedostatku napětí. Může být poskytnuta další funkce poskytovaná signalizačními prostředky, pomocnými uzamykacími prvky a upevňovacími prvky polohy jádra. Ale protože jednou z výhod tohoto typu pohonů je malá velikost, pro účely optimalizace se vývojáři snaží vyloučit nadměrné nasycení konstrukce sekundárními zařízeními.

Princip fungování mechanismu

V magnetických i elektromagnetických výkonových zařízeních hraje roli aktivního média magnetický tok. K jeho vytvoření se používá permanentní magnet, nebo podobné zařízení s možností bodového připojení nebo vypnutí jeho aktivity změnou elektrického signálu. Výkonný orgán začíná jednat od okamžiku, kdy napětí začne proudit podél obvodů solenoidu. Na druhé straně jádro, jak se zvyšuje aktivita magnetického pole, začíná svůj pohyb vzhledem k dutině induktoru. Vlastně, princip práce elektromagnetický pohon je právě redukován na přeměnu elektrické energie na mechanickou pomocí magnetického pole. A jakmile napětí klesne, vstoupí do podnikání elastické pružinové síly, které vrátí jádro zpět na místo a armatura pohonu zaujme původní normální polohu. Také pro regulaci jednotlivých kroků přenosu mohou být síly v komplexních vícestupňových pohonech dále zahrnuty Pneumo - nebo hydroprivodes. Zejména umožňují primární výrobu elektřiny ze zdrojů alternativní energie (voda, vítr, slunce), což snižuje náklady na pracovní postup zařízení.

Výkonné akce elektromagnetického pohonu

Pohybové schéma hnacího jádra a jeho schopnost pracovat jako výstupní výkonová jednotka určují vlastnosti akcí, které může mechanismus provést. Okamžitě je třeba poznamenat, že ve většině případů se jedná o zařízení s jedním typem elementárních pohybů výkonné mechaniky, které jsou zřídka doplněny pomocnými technickými funkcemi. Na tomto základě je elektromagnetický pohon rozdělen do následujících typů:

• Otočný. V procesu dodávky proudu je aktivován výkonový prvek, který se otáčí. Takové mechanismy se používají v kulových a korkových ventilech a v diskových hradlových systémech.
• Reverzibilní. Kromě hlavní akce je schopen zajistit změnu směru silového prvku. Častější u vačkových ventilů.
• Tlačení. Tento elektromagnetický pohon provádí tlačnou akci, která se také používá v distribučních a uzavíracích ventilech.

Z hlediska konstrukčního řešení mohou být výkonový prvek a jádro velmi dobře odlišnými součástmi, což zvyšuje spolehlivost a trvanlivost zařízení. Další věc je, že princip optimalizace vyžaduje kombinaci více úkolů v rámci funkčnosti jedné technické složky, aby se ušetřil prostor a energetické zdroje.

Elektromagnetické armatury

Výkonné orgány pohonu mohou pracovat v různých konfiguracích a provádět určité akce, které jsou vyžadovány pro provoz konkrétní pracovní infrastruktury. V každém případě však samotná funkce jádra nebo výkonového prvku nebude stačit k dosažení dostatečného účinku, pokud jde o dokončení konečného úkolu až na vzácné výjimky. Ve většině případů je nutný přechodný článek - jakýsi překladač generované mechanické energie z přímo hnací mechaniky do cílového zařízení. Například v systému pohonu všech kol působí elektromagnetická spojka nejen jako vysílač síly, ale jako motor, který pevně spojuje dvě části hřídele. V asynchronních mechanismech je dokonce zajištěna vlastní excitační cívka s výraznými póly. Hlavní část takových spojek se provádí podle principů rotačního vinutí elektromotoru, což zcela dává tomuto prvku funkce převodníku a překladače síly.

V jednodušších systémech s přímým působením vysílacího úkolu jsou síly prováděny standardními kuličkovými ložisky, kloubovými a distribučními jednotkami. Konkrétní provedení a konfigurace akce a vztah k hnacímu systému jsou implementovány různými způsoby. Často se vyvíjejí individuální schémata propojení komponent. Ve stejné spojce elektromagnetického pohonu je organizována celá infrastruktura s vlastním kovovým hřídelem, kontaktními kroužky, kolektory a měděnými tyčemi. A to nepočítá paralelní zařízení elektromagnetických kanálů s pólovými hroty a směrovými obrysy čar magnetického pole.

Provozní parametry pohonu

Stejný design s typickým pracovním schématem může vyžadovat připojení různých kapacit. Typické modely pohonných systémů se také liší v energetickém zatížení, typu proudu, velikosti napětí atd.d. Nejjednodušší elektromagnetický pohon ventilu pracuje ze sítě 220 V, ale mohou se vyskytnout i modely s podobnou konstrukcí, ale vyžadují připojení k 380V třífázovým průmyslovým sítím. Požadavky na energetickou výživu jsou určeny velikostí zařízení a specifikace práce jádra. Například počet otáček motoru přímo určuje objem spotřeby energie as ním i izolační vlastnosti, vinutí a parametry odporu. Pokud mluvíme konkrétně o průmyslové elektrické infrastruktuře, pak v projektu Integrace výkonného pohonu by měly být vypočteny trakční síly, charakteristiky uzemňovacího obvodu, schéma implementace bezpečnostních zařízení obvodu t.d.

Blokové pohonné systémy

Nejběžnějším konstrukčním formovým faktorem pro uvolnění hnacích mechanismů na elektromagnetickém principu působení je blok (nebo agregát). Jedná se o nezávislé a částečně izolované zařízení, které je namontováno na těle cílového mechanismu nebo také na samostatném ovladači. Zásadním rozdílem mezi těmito systémy je, že jejich povrchy nejsou v žádném případě v kontaktu s dutinami přechodových výkonových článků a ještě více pracovních prvků výkonných orgánů cílového zařízení. Alespoň takové kontakty nevyvolávají potřebu přijmout žádná opatření k ochraně obou struktur. Blokový typ elektromagnetického pohonu se používá v případech, kdy je nutné izolovat funkční jednotky z negativního vlivu pracovní prostředí-například proti rizikům poškození korozí nebo teplotní expozice. K zajištění mechanického vazu se používá stejný izolovaný výztužný orgán jako stonek.

Vlastnosti vestavěné jednotky

Druh elektromagnetických pohonných jednotek, které vyčnívají jako součást pracovního systému a tvoří s ním jedinou komunikační infrastrukturu. Taková zařízení mají zpravidla kompaktní rozměry a malou hmotnost, což umožňuje jejich vložení do velmi odlišné technické a technické konstrukce bez výrazného vlivu na jejich funkční a ergonomické vlastnosti. Na druhé straně optimalizace velikosti a potřeba rozšířit možnosti páskování (přímé připojení k hardwaru) omezuje tvůrce na zajištění vysokého stupně ochrany těchto mechanismů. Proto jsou zvážena typická rozpočtová izolační řešení, jako jsou separační tlakové trubky, které pomáhají chránit citlivé prvky před agresivním vystavením pracovnímu prostředí. Mezi výjimky patří vakuové ventily s elektromagnetickým pohonem v kovovém pouzdře, ke kterému jsou připojeny výztužné jednotky vyrobené z vysoce pevného plastu. Jedná se však již o specializované rozšířené modely, které mají komplexní ochranu před toxickými, tepelnými a mechanickými vlivy.

Oblasti použití zařízení

Pomocí tohoto pohonu jsou řešeny problémy s mechanickým zajišťováním výkonu různých úrovní. V nejodpovědnějších a nejsložitějších systémech se pro řízení elektromagnetických zařízení používají armatury bez prstů, které zvyšují stupeň spolehlivosti a výkonu zařízení. V této kombinaci se jednotky používají v dopravních a komunikačních potrubních sítích, při údržbě skladů s ropnými produkty, v chemickém průmyslu, ve zpracovatelských stanicích a kombinacích v různých průmyslových odvětvích. Pokud mluvíme o jednoduchých zařízeních, pak v domácí sféře je elektromagnetický pohon ventilátoru přívodních a výfukových systémů běžný. Maloformátové mechanismy také nacházejí své místo v instalatérských armaturách, čerpadlech, kompresorech atd.d.

Závěr

Za předpokladu kompetentního návrhu struktury hnacího mechanismu lze na základě elektromagnetických prvků získat poměrně výhodný zdroj mechanické síly. V nejlepších výkonech se taková zařízení vyznačují vysokou technickou spotřebou, stabilitou provozu, minimálním množstvím energie a flexibilitou, pokud jde o kombinaci s různými akčními členy. Pokud jde o charakteristické slabiny, projevují se v nízké odolnosti proti rušení, což je zvláště patrné v provozu elektromagnetického pohonu spínače na vysokonapěťových elektrických vedeních s napětím od 10 kv. Takové systémy podle definice vyžadují zvláštní ochranu před elektromagnetickým rušením. Také vzhledem k technicko-konstrukční složitosti způsobené použitím kloubového mechanismu s tlačnou tyčí a přidržovací západkou ve spínači je nutné další připojení ochranných elektrických zařízení, která vylučují rizika zkratu v obvodech.