Elektromagnetski pogon: vrste, namjena, princip rada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Za primjenu kompaktnih, produktivnih i funkcionalnih pogonskih mehanizama danas su zainteresirana gotovo sva područja ljudske djelatnosti od teške industrije do transporta i kućanstava. To je ujedno i razlog stalnog usavršavanja tradicionalnih koncepata pogonskih agregata, koji, iako se poboljšavaju, ne mijenjaju temeljni uređaj. Najpopularniji osnovni sustavi ovog tipa uključuju elektromagnetski pogon, čiji se radni mehanizam koristi i u opremi velikog formata i u malim tehničkim uređajima.

Zadatak vožnje

U gotovo svim ciljnim aplikacijama ovaj mehanizam djeluje kao izvršno tijelo sustava. Druga je stvar da se priroda obavljane funkcije i stupanj njezine odgovornosti u okviru cjelokupnog procesa rada mogu promijeniti. Na primjer,kod zapornih ventila ovaj pogon je odgovoran za trenutni položaj ventila. Konkretno, zbog svog napora, preklapanje poprima položaj normalno zatvorenog ili otvorenog stanja. Takvi se uređaji koriste u različitim komunikacijskim sustavima, što određuje kako princip rada tako i zaštitne karakteristike uređaja. Konkretno, elektromagnetski pogon za odvod dima uključen je u infrastrukturu protupožarnog sustava, strukturno spojen s ventilacijskim kanalima. Kućište pogona i njegovi kritični radni dijelovi moraju biti otporni na visoke temperature i štetne kontakte s toplinski opasnim plinovima. Što se tiče naredbe za izvršenje, automatizacija obično radi kada se otkriju znakovi dima. Pogon je u ovom slučaju tehničko sredstvo za regulaciju protoka dima i gorenja.

Složenija konfiguracija za korištenje elektromagnetskih pokretača odvija se u višesmjernim ventilima. Riječ je o svojevrsnim kolektorskim ili distribucijskim sustavima čija je složenost u istovremenom upravljanju cijelim skupinama funkcionalnih jedinica. U takvim sustavima koristi se elektromagnetski aktuator ventila s funkcijom prebacivanja protoka kroz mlaznice. Razlog zatvaranja ili otvaranja kanala mogu biti određene vrijednosti radnog medija (tlak, temperatura), intenzitet protoka, postavke programa za vrijeme itd.

Dizajn i komponente

Središnji radni element pogona je solenoidni blok koji je formiran od šuplje zavojnice imagnetska jezgra. Komunikacijske elektromagnetske veze ove komponente s ostalim dijelovima osiguravaju mali unutarnji spojevi s upravljačkim impulsnim ventilima. U normalnom stanju jezgra je poduprta oprugom sa stabljikom koja se oslanja na sedlo. Osim toga, tipični elektromagnetski pogonski uređaj osigurava prisutnost takozvanog ručnog podupirača radnog dijela, koji preuzima funkcije mehanizma u trenucima naglih promjena ili potpunog odsutnosti napona. Može se osigurati dodatna funkcionalnost, osigurana pomoću signalizacije, pomoćnih elemenata za zaključavanje i fiksatora položaja jezgre. No budući da je jedna od prednosti ove vrste pogona njihova mala veličina, kako bi se optimizirali, programeri pokušavaju izbjeći pretjerano zasićenje dizajna sekundarnim uređajima.

Princip rada mehanizma

U magnetskim i elektromagnetskim energetskim uređajima ulogu aktivnog medija obavlja magnetski tok. Za njegovo formiranje koristi se ili trajni magnet ili sličan uređaj s mogućnošću točkastog povezivanja ili isključenja njegove aktivnosti promjenom električnog signala. Izvršno tijelo počinje djelovati od trenutka kada je napon priključen, kada struja počinje teći kroz krugove solenoida. Zauzvrat, jezgra, kako se aktivnost magnetskog polja povećava, počinje svoje kretanje u odnosu na šupljinu induktora. Zapravo, princip rada elektromagnetskog pogona svodi se samo na pretvaranje električne energije umehanički pomoću magnetskog polja. I čim napon padne, stupaju u igru sile elastične opruge koja vraća jezgru na svoje mjesto i pogonska armatura zauzima svoj prvobitni normalni položaj. Također, za regulaciju pojedinih stupnjeva prijenosa sile u složenim višestupanjskim pogonima mogu se dodatno uključiti pneumatski ili hidraulički pogoni. Konkretno, oni omogućuju primarnu proizvodnju električne energije iz alternativnih izvora energije (voda, vjetar, sunce), što smanjuje cijenu tijeka rada opreme.

Rad elektromagnetskog aktuatora

Uzorak kretanja pogonske jezgre i njezina sposobnost da radi kao jedinica izlazne snage određuju značajke radnji koje mehanizam može izvesti. Odmah treba napomenuti da se u većini slučajeva radi o uređajima s istim tipom elementarnih pokreta izvršne mehanike, koji se rijetko nadopunjuju pomoćnim tehničkim funkcijama. Na osnovu toga, elektromagnetski pogon se dijeli na sljedeće tipove:

• Rotacijski. U procesu primjene struje aktivira se element napajanja koji čini zaokret. Takvi se mehanizmi koriste u kuglastim i čepnim ventilima, kao i u sustavima leptir ventila.
• Reverzibilno. Osim glavnog djelovanja, u stanju je osigurati promjenu smjera elementa snage. Češće u kontrolnim ventilima.
• Guranje. Ovaj elektromagnetski aktuator izvodi radnju guranja, koja se također koristi u distribuciji inepovratni ventili.

Sa stajališta strukturnog rješenja, energetski element i jezgra mogu biti različiti dijelovi, što povećava pouzdanost i trajnost uređaja. Druga stvar je da princip optimizacije zahtijeva kombinaciju nekoliko zadataka unutar funkcionalnosti jedne tehničke komponente radi uštede prostora i energetskih resursa.

Elektromagnetne armature

Izvršna tijela pogona mogu raditi u različitim konfiguracijama, izvodeći određene radnje potrebne za rad određene radne infrastrukture. Ali u svakom slučaju, sama funkcija jezgre ili elementa čvrstoće neće biti dovoljna da pruži dovoljan učinak u smislu ispunjavanja konačnog zadatka, uz rijetke iznimke. U većini slučajeva potrebna je i prijelazna veza - svojevrsni translator generirane mehaničke energije iz izravno pokretane mehanike na ciljni uređaj. Na primjer, u sustavu pogona na sve kotače, elektromagnetska spojka djeluje ne samo kao odašiljač sile, već i kao motor koji čvrsto povezuje dva dijela osovine. Asinkroni mehanizmi imaju čak i vlastitu uzbudnu zavojnicu s izraženim polovima. Vodeći dio takvih spojnica izrađen je prema principima namota rotora elektromotora, što ovom elementu daje funkcije pretvarača i translatora sile.

U jednostavnijim sustavima s izravnim djelovanjem, zadatak prijenosa sile obavljaju standardni kuglični ležajevi, zakretne i razdjelne jedinice. Specifičnoizvođenje i konfiguracija radnje, kao i međusobno povezivanje s pogonskim sustavom, provodi se na različite načine. Često se razvijaju pojedinačne sheme za međusobno povezivanje komponenti. U istoj elektromagnetskoj pogonskoj spojki organizirana je cijela infrastruktura s vlastitim metalnim vratilom, kliznim prstenovima, kolektorima i bakrenim šipkama. I to ne računajući paralelni raspored elektromagnetskih kanala s polovima i konturama smjera linija magnetskog polja.

Parametri rada pogona

Isti dizajn s tipičnom shemom rada može zahtijevati povezivanje različitih kapaciteta. Također, tipični modeli pogonskih sustava razlikuju se po opterećenju snage, vrsti struje, naponu itd. Najjednostavniji pokretač elektromagnetskog ventila radi na 220 V, ali mogu postojati i modeli sličnog dizajna, ali koji zahtijevaju spajanje na trofazne industrijske mreže na 380 V. Zahtjevi za napajanje određuju se veličinom uređaja i karakteristikama uređaja. jezgra. Broj okretaja motora, na primjer, izravno određuje količinu potrošene snage, a s njom i izolacijska svojstva, namote i parametre otpora. Konkretno govoreći o industrijskoj električnoj infrastrukturi, projekt integracije pogona za teške uvjete rada trebao bi uzeti u obzir vučnu silu, karakteristike petlje uzemljenja, dijagram implementacije uređaja za zaštitu kruga, itd.

Modularni pogonski sustavi

Najčešćistrukturni faktor oblika za proizvodnju pogonskih mehanizama temeljenih na elektromagnetskom principu rada je blok (ili agregat). Ovo je samostalna i donekle izolirana naprava koja se montira na tijelo mehanizma mete ili također zasebna pogonska jedinica. Temeljna razlika između takvih sustava leži u činjenici da njihove površine ne dolaze u dodir s šupljinama prijelaznih snaga i, štoviše, s radnim elementima izvršnih tijela ciljne opreme. Barem, takvi kontakti ne zahtijevaju donošenje ikakvih mjera za zaštitu obje strukture. Blok tip elektromagnetskog pogona koristi se u slučajevima kada funkcionalne jedinice moraju biti izolirane od negativnog utjecaja radnog okruženja - na primjer, od rizika oštećenja od korozije ili izloženosti temperaturi. Da bi se osigurala mehanička veza, koristi se ista izolirana armatura poput stabla.

Integrirane značajke pogona

Vrsta elektromagnetskih pogona koji djeluju kao sastavni dio radnog sustava, tvoreći s njim jedinstvenu komunikacijsku infrastrukturu. U pravilu, takvi uređaji imaju kompaktne dimenzije i malu težinu, što im omogućuje integraciju u različite inženjerske strukture bez značajnog utjecaja na njihove funkcionalne i ergonomske karakteristike. S druge strane, optimizacija veličine i potreba za proširenjem mogućnosti vezanja (izravno povezivanje s opremom) ograničava kreatore u pružanjuvisok stupanj zaštite takvih mehanizama. Stoga se smišljaju tipična proračunska izolacijska rješenja, poput odvajajućih hermetičkih cijevi, koje pomažu u zaštiti osjetljivih elemenata od agresivnih učinaka radnog okruženja. Iznimke su vakuumski ventili s elektromagnetskim pogonom u metalnom kućištu, na koje su spojene armature od plastike visoke čvrstoće. Ali to su već specijalizirani uvećani modeli koji imaju sveobuhvatnu zaštitu od toksičnih, toplinskih i mehaničkih čimbenika.

Područja primjene uređaja

Uz pomoć ovog pogona rješavaju se zadaci energetske mehaničke potpore različitih razina. U najkritičnijim i najsloženijim sustavima za upravljanje elektromagnetskim uređajima koriste se armature bez žlijezda, čime se povećava stupanj pouzdanosti i performansi opreme. U ovoj kombinaciji jedinice se koriste u transportnim i komunikacijskim cjevovodnim mrežama, u održavanju skladišta naftnih derivata, u kemijskoj industriji, u prerađivačkim stanicama i postrojenjima u raznim industrijama. Ako govorimo o jednostavnim uređajima, onda je u domaćoj sferi uobičajen elektromagnetski pogon ventilatora za opskrbne i ispušne sustave. Mehanizmi malog formata također nalaze svoje mjesto u vodovodnim uređajima, pumpama, kompresorima, itd.

Zaključak

Pod uvjetom da je struktura pogonskog mehanizma pravilno dizajnirana, na temelju elektromagnetskih elemenata, možete dobiti prilično isplativoizvor mehaničke sile. U najboljim verzijama takve uređaje odlikuju visoki tehnički resursi, stabilan rad, minimalna potrošnja energije i fleksibilnost u smislu kombinacije s raznim aktuatorima. Što se tiče karakterističnih slabosti, one se očituju u niskoj otpornosti na buku, što je posebno izraženo u radu elektromagnetskog pogona prekidača na visokonaponskim dalekovodima napona od 10 kV. Takvi sustavi, po definiciji, trebaju posebnu zaštitu od elektromagnetskih smetnji. Također, zbog tehničke i konstrukcijske složenosti zbog korištenja mehanizma s preklopnom polugom s potiskivačom i zasunom za držanje u prekidaču, potrebno je dodatno povezivanje zaštitnih električnih uređaja kako bi se otklonili rizici kratkih spojeva u strujnim krugovima.