Solenoid je klíčová součástka, kterou je třeba pečlivě vybrat. Někteří uživatelé se často setkávají s problémy, jako je nedostatek síly, přehřívání, hluk, krátká životnost a nekompatibilita s napájecím systémem.
Tato „ochrana kupujících solenoidů“ slouží jako užitečný a uspořádaný zdroj informací o: definici a funkci elektromagnetu, součástech solenoidů, výhodách a nevýhodách, aplikacích solenoidů, často kladených otázkách a řešení problémů se solenoidy. Cílem je sloužit jako vodítko pro ty, kteří si solenoid kupují.
Kapitola 1. Co je elektromagnet?
Elektromagnet je elektromagnetický aktuátor, který má schopnost přeměňovat elektrickou energii na lineární pohyby pomocí elektromagnetických sil. Feromagnetický píst (kotva) je tažen a tlačen magnetickým polem generovaným proudem protékajícím cívkou v důsledku elektrické energie.
Solenoidy nacházejí uplatnění v automatizačních systémech, automobilových systémech, inteligentních zařízeních, lékařských přístrojích a průmyslových strojích, kde je požadavek na rychlý a přesný pohyb.
Příklady běžných solenoidů:
– Tlačné solenoidy
– Zatáhněte za solenoidy
– Solenoid s tlačným a tažným mechanismem
– Trubkové solenoidy
– Rotační solenoidy
– Přidržovací (zajišťovací) solen
– Solenoidové ventily
Kapitola 2: Princip činnosti elektromagnetu
Elektromagnet pracuje na principu elektromagnetické indukce:
Proud protéká měděnými dráty v cívce
– Kolem cívky se vyvíjí magnetické pole
– Magnetická síla přitahuje železný píst směrem ke středu cívky
– Vzniká lineární pohyb (tlačení nebo tah)
– Síla je odebrána, přičemž se píst vrací do své výchozí polohy v důsledku síly pružiny nebo gravitace.
Klíčové vlastnosti elektromagnet Hnutí:
– Je lineární a rychlý (milisekundy). – Vrcholová síla na začátku kontrakce – Síla se časem snižuje s každým zdvihem. – Většina solenoidů je navržena pro provoz s přerušovaným pracovním cyklem, nikoli s nepřetržitým pracovním cyklem.
Kapitola 3: Struktura typického elektromagnetu
Základní solenoid se skládá z několika základních komponent:
1) Cívka
– Měděné vinutí se smaltovanou izolací
– Určuje napětí, odpor, spotřebu energie a míru zvýšení teploty
2) Píst
– Přenosné železné jádro
– Transformuje magnetickou sílu do pohybu
3) Pevné jádro / jho
– Udává směr magnetického toku.
– Zvyšuje efektivitu celé armády
4) Vratná pružina
– Vrátí systém do původního stavu, pokud k němu není přivedeno napájení
– Bezpečné v kritických situacích
5) Bydlení
– Vyrobeno z oceli, nerezové oceli nebo plastu
– Nabízí ochranu a místo pro montáž jednotky
6) Přívodní vodiče/svorky
– Připojuje se k napájecímu zdroji nebo řídicí desce
Kapitola 4: Typy elektromagnetů
Elektromagnet je elektromagnetická součástka, která vytváří magnetické pole přivedením elektrického proudu skrz svou drátěnou cívku. Na rozdíl od permanentních magnetů můžete elektromagnet libovolně vypnout. Jeho magnetickou sílu můžete také měnit regulací velikosti proudu nebo změnou tvaru cívky. Hlavní aplikace elektromagnetů jsou průmyslová automatizace, automobilový průmysl, lékařské přístroje, domácí spotřebiče a elektronická zařízení. V závislosti na struktuře, způsobu působení a konkrétním použití existuje několik druhů elektromagnetů.
1. Stejnosměrné elektromagnety.
Stejnosměrné elektromagnety využívají stejnosměrný proud (DC) k generování konstantního magnetického pole. Jsou široce používány jako součást solenoidů, relé, dveřních zámků a automatizovaných průmyslových zařízení. Jednou z hlavních výhod stejnosměrných elektromagnetů je jejich jednoduchá konstrukce, rychlá odezva a spolehlivost.
Aplikace zahrnují:
systémy dveřních zámků,
prodejní automaty,
průmyslové řídicí systémy,
automobilové aktuátory,
Síla generovaná stejnosměrným elektromagnetem závisí na počtu vinutí v cívce, velikosti proudu procházejícího cívkou a materiálu jádra.
2. Střídavé elektromagnety.
Střídavé elektromagnety jsou napájeny střídavým proudem (AC). AC plynule obrací směr, takže se magnetické pole elektromagnetu odpovídajícím způsobem mění. Často se používají v řadě aplikací, včetně transformátorů, stykačů a průmyslových systémů.
Střídavé elektromagnety mají obecně vyšší přitažlivé síly ve srovnání se stejnosměrnými elektromagnety. Mohou však být náchylné k vibracím a generovat hluk. Aby se zabránilo přehřátí, je jádro vyrobeno z laminátu z tenkých kovových plechů.
Aplikace jsou:
stykače střídavého proudu,
průmyslové magnety,
elektrické zvonky a
transformátory.
3. Solenoidové elektromagnety.
Solenoidový elektromagnet je pravděpodobně jedním z nejoblíbenějších typů elektromagnetů. Solenoid je kombinací drátěné cívky a pohyblivého pístu (nebo kotvy). Proud protékající cívkou je píst nucen k pohybu.
Výhodou solenoidů je jejich malá velikost a rychlá doba odezvy. Tyto elektromagnety mohou mít různé typy konstrukce: tlačný solenoid, tažný solenoid a přidržovací solenoid.
Hlavní aplikace:
lékařské přístroje,
prodejní automaty,
vstřikovače (vstřikovač paliva),
elektronické zámky,
hydraulické a pneumatické ventily.
4. Zajišťovací solenoidy.
Západkové solenoidy jsou zvláštním případem elektromagnetického aktuátoru. Zvláštností západkových solenoidů je jejich schopnost udržet si svou polohu bez neustálého přivádění proudu. Toho je dosaženo vytvořením dodatečného permanentního magnetického pole.
Mezi výhody západkových solenoidů patří snížená spotřeba energie, stacionární provoz, nižší nárůst teploty a spolehlivé spínání.
Hlavní aplikace:
chytré měřiče,
elektronické zámky,
lékařské přístroje,
automobilový průmysl,
jednotky dálkového ovládání.
5. Elektrický rotační magnet.
Na rozdíl od solenoidu je elektromagnet navržen k provádění rotačního pohybu, nikoli podélného. Elektrický rotační magnet přeměňuje elektrickou energii na rotující magnetické pole.
Výhodou elektrického rotačního magnetu je rychlý provoz, spolehlivý výkon a kompaktní konstrukce.
Typické oblasti použití:
kamerové systémy,
vybavení pro automatizaci kanceláří,
třídicí stroje v průmyslu,
robotika.
6. Elektromagnetické zvedání.
Zvedací elektromagnety jsou silné elektromagnety pro zdvihací účely. Široce se používají v ocelárnách, průmyslu kovového šrotu a skladech. Navíc není nutné, aby byl zdvihaný materiál přitahován.
Zvedací elektromagnety jsou obvykle napájeny stejnosměrným proudem, aby zajistily nepřetržitý magnetismus. Po vypnutí napájení lze materiál bez námahy vyložit.
Mezi typické aplikace patří:
zpracování kovového šrotu,
přeprava ocelových plechů,
jeřábové systémy,
třídění kovů.
7. Elektromagnetické držení.
Držení elektromagnetu vytváří magnetickou sílu k zajištění dveří, příslušenství nebo mechanického systému. Hlavní aplikace je spojena s bezpečností a automatizovaným řízením.
Jako příklady lze uvést:
elektromagnetické zámky na dveře,
protipožární dveře,
upínací systémy,
systémy kontroly přístupu.
Kapitola 5: Proč jsou elektromagnety upřednostňovány (na co se kupující zaměřují)
1) Rychlá odezva – Typická doba přepínání je 10–50 ms a je optimální pro rychlou aktivaci.
2) Jednoduché ovládání – Funguje v obou režimech ZAP/VYP pomocí relé, tranzistorů nebo výstupů MCU – bez jakéhokoli externího speciálního zařízení
3) Kompaktní, ale výkonný – Silný, kompaktní a užitečný.
4) Vysoká spolehlivost – Při správném návrhu má za následek delší životnost několik pohyblivých částí.
5) Cena – Ve srovnání s motory, převodovkami a servosystémy relativně levná.
6) Bezpečné – U provedení s pružinovým návratem se reset provede automaticky při výpadku napájení.
Kapitola 6: Nevýhody a omezení (Upozornění pro kupující)
1) Omezený zdvih – 2 až 20 mm pro typické pohyby.
2) Vysoký okamžitý výkon – Náběhový proud pro napájení může ovlivnit baterie nebo napájecí zdroje.
3) Hromadění tepla – Zapínání a vypínání může způsobit přehřátí, pokud je nepřetržité a není správně kontrolováno.
4) Profil pevné síly – Sílu tahu a tlačení nelze během provozu měnit.
5) Mechanický hluk – Kontakt mezi kovovými částmi může způsobovat hluk v důsledku odrazu.
Kapitola 7. Běžné použití elektromagnetu
Průmyslová automatizace
Průmysl
– Podávací mechanismy
– Třídicí systémy
– Zajišťovací a polohovací zařízení
Auta
– Dveřní zámky
– Ovládání převodovky
– Clony světlometů
Inteligentní zařízení
– Inteligentní zámky dveří
– Prodejní automaty
– Docházkové systémy
Lékařské vybavení
– Regulace tekutin
– Diagnostické přístroje
– Bezpečnostní blokování
Kancelářské a komerční vybavení
– Tiskárny
– Kopírky
– Přepážky měn
Kapitola 8. Kontrolní seznam pro kupujícího elektromagnetu (klíčové parametry výběru)
Před zakoupením solenoidu byste měli:
– Jmenovité napětí (DC nebo AC)
– Požadovaná síla pro tlačení/tahání během pracovního zdvihu
– Délka zdvihu
– Pracovní cyklus (přerušovaný NEBO nepřetržitý)
– Spotřeba energie
– Rozsah okolní teploty
– Předpokládaná životnost (cykly)
– Limity hluku a vibrací
– Dostupný instalační prostor a způsob montáže
Kapitola 9. Často kladené otázky – Často kladené otázky kupujících
Q1: Jak mohu určit požadovanou sílu solenoidu?
Třecí síla mezi šrouby, hmotnost břemene, síla pružin a bezpečnostní faktor (obvykle mezi 1.3 a
Otázka 2: Je možné, aby solenoid zůstal
To dokážou pouze solenoidy s nepřetržitým provozem. Většina typických solenoidů musí být pulzně řízena.
Q3: Jaký je rozdíl mezi tlačnými a tažnými solenoidy?
U tlačných solenoidů solenoid nutí píst/plunžr k pohybu směrem ven. Další otázka zní
Otázka 4: Proč to může fungovat na lavičce, ale ne v produktu?
Příčiny: Pokles napětí, mechanické nesouosost, nedostatečná síla nebo přehřátí.
Q5: Jsou západkové solenoidy vhodnější pro zařízení napájená z baterií?
Ano. Zajišťovací solenoidy zůstávají na místě, aniž by byly neustále napájeny.
Q6: Jaký je rozdíl mezi solenoidy a motory?
Solenoidy umožňují lineární pohyb zapínání/vypínání, zatímco motory umožňují rotační pohyb s přesným řízením polohy. Cívky solenoidů jsou obvykle vyrobeny z mědi, zatímco cívky motorů...
Q7: Elektromagnety lze využít v proporcionálním řízení.
Ano, pulzně šířkovou modulací nebo regulací proudu, ale většina je určena pro použití jako zařízení ZAP/VYP.
Q8: Jak dlouho obvykle vydrží solenoidy?
Doba trvání 1 milionu až 100 milionů cyklů v závislosti na kvalitě, zatížení a podmínkách.
Q9: Proč se mi solenoid zahřívá?
Je to normální kvůli odporu cívky při nepřetržitém provozu. Ujistěte se, že vydrží váš pracovní cyklus.
Q10: Lze střídavý solenoid pohánět stejnosměrným proudem (nebo naopak)?
Obvykle ne – jsou určeny pro použití s určitým typem proudu. Nesprávné typy mohou vést k přehřátí nebo nedostatku síly.
Kapitola 10: Jak se vyhnout běžným chybám při výběru elektromagnetického produktu
Správný výběr elektromagnetu je nezbytný pro zajištění dobrého výkonu, dlouhé životnosti a bezpečnosti automatizovaných strojů, lékařských nástrojů, prodejních automatů, automobilového vybavení a inteligentních strojů. Většina zákazníků se obvykle zaměřuje pouze na napětí nebo magnetickou přídržnou sílu a ignoruje technické vlastnosti, které hrají významnou roli ve spolehlivém provozu.
Tato příručka popisuje deset nejčastějších chyb při výběru elektromagnetu a jak se jim vyhnout.
1. Ignorování pracovního cyklu
Nezohlednění pracovního cyklu je jednou z nejčastějších chyb při nákupu.
Elektromagnet vhodný pro přerušované použití se zahřeje, pokud je napájen nepřetržitě.
Jak se vyhnout této chybě
Upřesněte typ elektromagnetu:
Trvalý provoz (100% ED)
Přerušovaná služba
Pulzní pracovní cyklus
Ověřte požadovaný nárůst teploty.
Zvažte okolní teploty.
Příklad
Elektromagnet 12V stejnosměrný proud, který pracuje nepřetržitě v automatizovaných strojích, selže v důsledku přehřátí, pokud je zvolen pouze pro pulzní provoz.
2. Výběr elektromagnetu podle provozního napětí
Samotné napětí nestačí k zajištění správného provozu.
Vlastnosti, které je třeba zvážit při výběru produktu
Spotřeba proudu
Odpor
Výkon
Nárůst tepla
Křivka magnetické síly
Lepší řešení
Porovnejte:
Provozní napětí
Aktuální remíza
Požadovaná magnetická síla
Délka zdvihu
Provozní frekvence
3. Přehlédnutí délky tahu
Změny elektromagnetických sil v závislosti na vzdálenosti jsou obrovské.
Magnetizační síla při nulových milimetrech vzduchové mezery je výrazně vyšší než při plném zdvihu.
Častá chyba
Výběr solenoidu nebo elektromagnetu podle jeho maximální magnetické síly.
Jak se vyhnout této chybě
Požádat:
Křivka znázorňující závislost síly na délce zdvihu
Magnetická síla při skutečné délce zdvihu
Maximální přídržná síla
4. Ignorování podmínek prostředí
Podmínky prostředí hrají klíčovou roli při určování výkonu.
Parametry, které lze ignorovat
Prach
Vlhkost
Expozice oleji
Koroze
Venkovní použití
vibrace
Lepší řešení
Zvolte si:
Voděodolné elektromagnety
Zapouzdřeno v epoxidové pryskyřici
Konstrukce odolná proti korozi
Krytí IP
5. Výběr nesprávného typu elektromagnetu
V konkrétních aplikacích se používají různé typy elektromagnetů.
Typické typy elektromagnetů
Elektromagnet s otevřeným rámem
Trubkový elektromagnet
Přídržný elektromagnet
Rotující elektromagnet
Západkový elektromagnet
Push-pull elektromagnet
Doporučená volba elektromagnetu
Vyberte strukturu elektromagnetu v závislosti na aplikaci.
Rotační pohyb – rotační elektromagnet
Lineární pohyb – push-pull elektromagnet
Dlouhodobé držení – přídržný elektromagnet
Úspora energie – západkový elektromagnet
6. Ignorování potřeby odvodu tepla
Jedním z hlavních důvodů selhání elektromagnetu je přehřátí.
Problémy způsobené přehřátím
Poškození izolace cívky
Slabost magnetických sil
Poškození vinutí elektromagnetů
Zkrácená životnost elektromagnetu
Preventivní opatření
Zlepšete proudění vzduchu.
Omezte dobu elektrifikace.
Používejte produkty s nízkým výkonem.
Pro navíjení cívek použijte teplotně odolné materiály.
7. Zapomínání na požadovanou dobu odezvy
Některé automatizační systémy vyžadují rychlou odezvu elektromagnetů.
Častá chyba
Výběr standardního elektromagnetu pro vysokorychlostní systém.
Lepší volba elektromagnetu
Vzít v úvahu:
Doba odezvy
Doba uvolnění
Zbytkový magnetismus
Síla vratné pružiny
Příklady použití
V třídicích systémech, lékařských čerpadlech, balicích strojích a přesné automatizaci.
8. Nezohlednění zbytkového magnetismu
Zbytkové magnetické pole brání uvolnění elektromagnetu po vypnutí.
Potenciální problémy
Mechanické zamykání
Proces pomalého uvolňování
Nesprávné umístění
Zasekávání produktů
Platforma
Používejte materiály, které negenerují zbytková magnetická pole
Přidejte vzduchové mezery
Optimalizace návrhu magnetického obvodu
Aplikujte techniky demagnetizace
9. Nezohlednění montážních rozměrů
Nevhodná montážní velikost patří mezi nejčastější chyby při nákupu elektromagnetu.
Před koupí elektromagnetu
Ujistěte se, že zvážíte:
Celkové rozměry
Velikost montážního otvoru
Směr zdvihu
Umístění terminálů
Prostorová omezení
Doporučený přístup
Žádost:
2D diagramy
3D CAD modely
Montážní rozměry
10. Ignorování požadavků souvisejících s životním cyklem
Každý model elektromagnetu má svou životnost.
Otázky, které stojí za to si položit
Frekvence cyklů za den?
Provozní životnost v letech?
Podmínky zatížení?
Spínací frekvence?
Lepší řešení
Zvolte si:
Produkty, které jsou ověřeny pro miliony cyklů.
Trvanlivost.
Konzistentní výkon výstupní síly.
Kapitola 11. Průvodce řešením problémů (běžné problémy kupujících a jejich řešení) 
Kapitola 11. Rady k údržbě
– Otvor pístu je třeba udržovat v čistotě a mazat, pokud to doporučuje výrobce.
– Pravidelně kontrolujte utažení upevňovacích šroubů.
– Zkontrolujte všechny elektrické spoje, zda nejsou zkorodované.
– Provoz pod zatížením. – Pravidelně kontrolujte.
– Opravte nebo vyměňte díly, pokud dojde k fyzickému poškození nebo pokud se hodnoty odporu cívek značně liší.
Kapitola 12: Shrnutí konečného průvodce kupujícího
Elektromagnety se mohou podobat velmi jednoduché elektromechanické součástce; nesprávný výběr solenoidu však může vést k vážným problémům v systému a nebezpečí pro uživatele systému, stejně jako k značným nákladům na údržbu po výrobě nebo prodeji systému. Komplexní proces ochrany kupujícího solenoidu by měl zahrnovat následující:
– Dobrá znalost fungování solenoidu a součástí uvnitř zařízení
– Přizpůsobení síly, zdvihu a jmenovitého napětí požadovaným operacím
– Správný návrh z hlediska pracovního cyklu, spotřeby energie a tepla; posouzení výkonu za skutečných pracovních a environmentálních podmínek
– Bezpečné plánování pro budoucí použití
Tato ochrana pro kupujícího solenoidů chrání kupujícího i technika před riziky spojenými s projekty a zajišťuje stabilní výkon a plynulý chod. Solenoidy fungují dobře jako aktuátory lineárního pohybu a jsou velmi všestranné a ekonomické. Jakmile jsou pravidla a požadavky známy a pochopeny, bude zvolený solenoid pracovat spolehlivě a bez vibrací.
Je nutné zkontrolovat specifikace a požadavky solenoidu a faktory prostředí, jako je teplota a vlhkost. Důležité upozornění: V případě nejasností ohledně výběru nebo návrhu se můžete obrátit na technickou podporu výrobce Weilong na adrese [email protected] . Náš technický tým vám může poskytnout poradenství specifické pro daný návrh, které pomůže maximalizovat spolehlivost.
