Elektromagnetni pogon: vrste, namjena, princip rada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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

Zadatak vožnje

U skoro svim ciljnim aplikacijama, ovaj mehanizam djeluje kao izvršno tijelo sistema. Druga stvar je da se može promijeniti priroda funkcije koja se obavlja i stepen njene odgovornosti u okviru cjelokupnog procesa rada. Na primjer,kod zapornih ventila, ovaj pogon je odgovoran za trenutni položaj ventila. Konkretno, zbog svog napora, preklapanje zauzima položaj normalno zatvorenog ili otvorenog stanja. Ovakvi uređaji se koriste u različitim komunikacijskim sistemima, što određuje kako princip rada tako i zaštitne karakteristike uređaja. Konkretno, elektromagnetni pogon za odvod dima je uključen u infrastrukturu sistema zaštite od požara, konstruktivno spojen sa ventilacionim kanalima. Kućište pogona i njegovi kritični radni dijelovi moraju biti otporni na visoke temperature i štetne kontakte sa toplinski opasnim plinovima. Što se tiče naredbe za izvršenje, automatizacija obično radi kada se otkriju znaci dima. Pogon je u ovom slučaju tehničko sredstvo za regulaciju protoka dima i gorenja.

Složenija konfiguracija za upotrebu elektromagnetnih aktuatora odvija se u višesmjernim ventilima. To su svojevrsni kolektori ili distributivni sistemi, čija je složenost u istovremenoj kontroli čitavih grupa funkcionalnih jedinica. U takvim sistemima koristi se elektromagnetski aktuator ventila sa funkcijom prebacivanja protoka kroz mlaznice. Razlog zatvaranja ili otvaranja kanala mogu biti određene vrijednosti radnog medija (pritisak, temperatura), intenzitet protoka, podešavanja programa za vrijeme itd.

Dizajn i komponente

Centralni radni element pogona je solenoidni blok, koji je formiran od šuplje zavojnice imagnetno jezgro. Komunikacione elektromagnetne veze ove komponente sa ostalim delovima obezbeđuju se malim unutrašnjim spojnicama sa kontrolnim impulsnim ventilima. U normalnom stanju, jezgro je podržano oprugom sa stablom koja se oslanja na sedlo. Osim toga, tipični elektromagnetski pogonski uređaj predviđa prisutnost takozvanog ručnog podupirača radnog dijela, koji preuzima funkcije mehanizma u trenucima naglih promjena ili potpunog odsustva napona. Dodatna funkcionalnost se može obezbijediti putem signalizacije, pomoćnih elemenata za zaključavanje i fiksatora položaja jezgra. Ali pošto je jedna od prednosti ove vrste drajvova njihova mala veličina, u cilju optimizacije, programeri pokušavaju da izbegnu preterano zasićenje dizajna sekundarnim uređajima.

Princip rada mehanizma

I kod magnetnih i kod elektromagnetnih energetskih uređaja, ulogu aktivnog medija obavlja magnetni fluks. Za njegovo formiranje koristi se ili trajni magnet ili sličan uređaj sa mogućnošću tačkastog povezivanja ili isključenja njegove aktivnosti promjenom električnog signala. Izvršno tijelo počinje da radi od trenutka kada je napon priključen, kada struja počinje da teče kroz kola solenoida. Zauzvrat, jezgro, kako se aktivnost magnetskog polja povećava, počinje svoje kretanje u odnosu na šupljinu induktora. Zapravo, princip rada elektromagnetnog pogona svodi se samo na pretvaranje električne energije umehanički pomoću magnetnog polja. I čim napon padne, stupaju u igru sile elastične opruge, koja vraća jezgro na svoje mjesto i pogonska armatura zauzima prvobitni normalni položaj. Takođe, za regulaciju pojedinačnih stupnjeva prijenosa sile u složenim višestepenim pogonima mogu se dodatno uključiti pneumatski ili hidraulički pogoni. Konkretno, oni omogućavaju primarnu proizvodnju električne energije iz alternativnih izvora energije (voda, vjetar, sunce), što smanjuje troškove rada opreme.

Akcija elektromagnetnog aktuatora

Šablon kretanja pogonskog jezgra i njegova sposobnost da radi kao izlazna jedinica za napajanje određuju karakteristike radnji koje mehanizam može izvršiti. Odmah treba napomenuti da se u većini slučajeva radi o uređajima sa istim tipom elementarnih pokreta izvršne mehanike, koji se rijetko dopunjuju pomoćnim tehničkim funkcijama. Na osnovu toga, elektromagnetski pogon se dijeli na sljedeće tipove:

• Rotary. U procesu primjene struje aktivira se energetski element koji se okreće. Ovakvi mehanizmi se koriste u kugličnim i čepnim ventilima, kao iu sistemima leptir ventila.
• Reverzibilno. Pored glavnog djelovanja, u stanju je osigurati promjenu smjera elementa snage. Češće kod kontrolnih ventila.
• Pushing. Ovaj elektromagnetski aktuator vrši akciju guranja, koja se također koristi u distribuciji inepovratni ventili.

S tačke gledišta strukturnog rješenja, energetski element i jezgro mogu biti različiti dijelovi, što povećava pouzdanost i izdržljivost uređaja. Druga stvar je da princip optimizacije zahteva kombinaciju više zadataka u okviru funkcionalnosti jedne tehničke komponente radi uštede prostora i energetskih resursa.

Elektromagnetni priključci

Izvršna tijela pogona mogu raditi u različitim konfiguracijama, obavljajući određene radnje potrebne za rad određene radne infrastrukture. Ali u svakom slučaju, sama funkcija jezgra ili elementa snage neće biti dovoljna da pruži dovoljan učinak u smislu ispunjavanja konačnog zadatka, uz rijetke iznimke. U većini slučajeva potrebna je i prijelazna veza - neka vrsta translatora generirane mehaničke energije od direktno pokretane mehanike do ciljnog uređaja. Na primjer, u sistemu pogona na sve kotače, elektromagnetsko kvačilo djeluje ne samo kao predajnik sile, već i kao motor koji čvrsto povezuje dva dijela osovine. Asinhroni mehanizmi imaju čak i svoju pobudnu zavojnicu sa izraženim polovima. Vodeći dio ovakvih spojnica izrađen je po principu namotaja rotora elektromotora, što ovom elementu daje funkcije pretvarača i translatora sile.

U jednostavnijim sistemima sa direktnim dejstvom, zadatak prenosa sile obavljaju standardni uređaji na kugličnim ležajevima, zakretne i razvodne jedinice. Specifičnoizvršenje i konfiguracija radnje, kao i međusobno povezivanje sa pogonskim sistemom, realizuje se na različite načine. Često se razvijaju pojedinačne šeme za međusobno povezivanje komponenti. U istoj elektromagnetnoj pogonskoj spojnici organizovana je čitava infrastruktura sa sopstvenim metalnim vratilom, kliznim prstenovima, kolektorima i bakrenim šipkama. I to ne računajući paralelni raspored elektromagnetnih kanala sa polovima i konturama pravca linija magnetnog polja.

Radni parametri pogona

Isti dizajn sa tipičnom šemom rada može zahtijevati povezivanje različitih kapaciteta. Takođe, tipični modeli pogonskih sistema razlikuju se po opterećenju snage, vrsti struje, naponu itd. Najjednostavniji pokretač elektromagnetnog ventila radi na 220 V, ali mogu postojati i modeli sličnog dizajna, ali koji zahtijevaju priključak na trofazne industrijske mreže na 380 V. Zahtjevi za napajanje određuju se veličinom uređaja i karakteristikama uređaja. jezgro. Broj okretaja motora, na primjer, direktno određuje količinu potrošene snage, a time i izolacijska svojstva, namotaje i parametre otpora. Konkretno govoreći o industrijskoj električnoj infrastrukturi, projekat integracije pogona za teške uvjete rada trebao bi uzeti u obzir vučnu silu, karakteristike petlje uzemljenja, dijagram implementacije uređaja za zaštitu kola, itd.

Modularni pogonski sistemi

Najčešćistrukturni faktor forme za proizvodnju pogonskih mehanizama zasnovanih na elektromagnetnom principu rada je blok (ili agregat). Ovo je samostalna i donekle izolirana naprava koja se montira na tijelo mehanizma mete ili također zasebna jedinica za aktiviranje. Osnovna razlika između ovakvih sistema leži u činjenici da njihove površine ne dolaze u kontakt sa šupljinama prijelaznih snaga i, štoviše, radnim elementima izvršnih tijela ciljne opreme. Barem, takvi kontakti ne zahtijevaju donošenje bilo kakvih mjera za zaštitu obje strukture. Blok tip elektromagnetnog pogona koristi se u slučajevima kada funkcionalne jedinice moraju biti izolirane od negativnog utjecaja radnog okruženja - na primjer, od rizika oštećenja od korozije ili izlaganja temperaturi. Da bi se obezbedila mehanička veza, koristi se ista izolovana armatura kao stabljika.

Integrirane funkcije pogona

Vrsta elektromagnetnih pogona koji deluju kao sastavni deo radnog sistema, čineći sa njim jedinstvenu komunikacionu infrastrukturu. U pravilu, takvi uređaji imaju kompaktne dimenzije i malu težinu, što im omogućava da se integriraju u različite inženjerske strukture bez značajnog utjecaja na njihove funkcionalne i ergonomske karakteristike. S druge strane, optimizacija dimenzioniranja i potreba za proširenjem mogućnosti vezivanja (direktno povezivanje na opremu) ograničava kreatore u pružanjuvisok stepen zaštite ovakvih mehanizama. Stoga se smišljaju tipična ekonomična izolacijska rješenja, poput odvajajućih hermetičkih cijevi, koje pomažu u zaštiti osjetljivih elemenata od agresivnih efekata radnog okruženja. Izuzetak su vakuumski ventili s elektromagnetnim pogonom u metalnom kućištu, na koji su spojeni spojni elementi od plastike visoke čvrstoće. Ali ovo su već specijalizovani uvećani modeli koji imaju sveobuhvatnu zaštitu od toksičnih, termičkih i mehaničkih faktora.

Područja primjene uređaja

Uz pomoć ovog pogona rješavaju se zadaci energetsko-mehaničke podrške različitih nivoa. U najkritičnijim i najsloženijim sistemima, za kontrolu elektromagnetnih uređaja koriste se armature bez vlažnih otvora, čime se povećava stepen pouzdanosti i performansi opreme. U ovoj kombinaciji, jedinice se koriste u transportnim i komunikacijskim cjevovodnim mrežama, u održavanju skladišta naftnih derivata, u hemijskoj industriji, u prerađivačkim stanicama i postrojenjima u raznim industrijama. Ako govorimo o jednostavnim uređajima, onda je u domaćoj sferi uobičajen elektromagnetski pogon ventilatora za dovodne i izduvne sisteme. Mehanizmi malog formata također nalaze svoje mjesto u vodovodnim instalacijama, pumpama, kompresorima, itd.

Zaključak

Pod uslovom da je struktura pogonskog mehanizma pravilno dizajnirana, na bazi elektromagnetnih elemenata, možete dobiti prilično isplativoizvor mehaničke sile. U najboljim verzijama takve uređaje odlikuju visoki tehnički resursi, stabilan rad, minimalna potrošnja energije i fleksibilnost u kombinaciji s različitim aktuatorima. Što se tiče karakterističnih slabosti, one se očituju u niskoj otpornosti na buku, što je posebno izraženo u radu elektromagnetnog pogona prekidača na visokonaponskim dalekovodima napona 10 kV. Takvi sistemi, po definiciji, trebaju posebnu zaštitu od elektromagnetnih smetnji. Također, zbog tehničke i strukturalne složenosti zbog upotrebe mehanizma sa zglobnom polugom sa potiskivačom i držačom zasunom u prekidaču, potrebno je dodatno povezivanje zaštitnih električnih uređaja kako bi se eliminisali rizici od kratkih spojeva u strujnim krugovima.