Leitfaden für Lösungen mit hochkraftbetriebenen linearen Verriegelungsmagneten

OEM-Lösungsfabrik für lineare Verriegelungsmagnete

Lineares Verriegelungsmagnetventil für Automatisierungsgeräte

Industrieller linearer Verriegelungsmagnet für Hochleistungsanwendungen

Hochpräzisions-Steuerungslösung mit linearem Verriegelungsmagneten

Schnell reagierendes lineares Verriegelungsmagnetsystem

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WL1253 Präzisionssteuerungsleitfaden für lineare Verriegelungsmagnete

Der lineare Verriegelungssolenoid ist ein elektromechanisches Bauteil, das die Position seines Kolbens (ausgefahren/eingefahren) ohne ständige Stromversorgung beibehält. Er wird daher als linearer Verriegelungssolenoid bezeichnet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solenoiden, die Strom zum Halten der Position benötigen, nutzt der Verriegelungssolenoid einen Permanentmagneten, um einen Verriegelungseffekt zu erzielen. Ein kurzer Stromimpuls schaltet den Kolben zwischen zwei stabilen Zuständen um (z. B. verriegelt/verriegelt). Der Verriegelungssolenoid hält den Kolben dann in seinem neuen Zustand, bis der nächste Impuls erfolgt. Lineare Verriegelungssolenoiden verbrauchen im verriegelten Zustand keinen Strom und eignen sich daher für batteriebetriebene Geräte.

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Produktübersicht: Lineares Verriegelungsmagnetventil

Lineare Verriegelungsmagnete sind relativ kleine, bistabile Bauteile, die ihren Zustand ohne Stromzufuhr beibehalten. Sie bestehen aus einer Spule, einem Permanentmagneten, einem Kolben und einem Gehäuse. Durch Anlegen eines kurzen Stromimpulses (12 V für 50 ms) bewegt sich der Kolben zur einen Seite und kehrt die Polarität zur anderen Seite um. Der Magnet hält den Kolben mit einer Haltekraft von wenigen Gramm bis zu mehreren Kilogramm in seiner Position, abhängig vom jeweiligen Magnetmodell. Der typische Hub eines linearen Verriegelungsmagneten liegt zwischen 3 mm und 15 mm. Diese Magnete eignen sich hervorragend für batteriebetriebene Geräte wie intelligente Türschlösser und Absperrventile für die Gasversorgung im Haushalt. Da kein Dauerstrom fließt, ist die Gefahr der Überhitzung geringer, und sie können auch in explosionsgefährdeten oder geschlossenen Räumen eingesetzt werden.

Video des Unternehmens zu linearen Verriegelungsmagneten

Detaillierte Anzeige des linearen Verriegelungsmagneten des Unternehmens

Leitfaden zum intelligenten Steuerungssystem für lineare Verriegelungsmagnete

Hocheffiziente lineare Verriegelungsmagnetlösung

Lineares Verriegelungsmagnetventil – Industrieautomatisierungslösung

Lineares Verriegelungsmagnetventil mit hoher Ansprechgeschwindigkeit

Lineares Verriegelungsmagnetventil – Fortschrittliche Bewegungssteuerungslösung

Checkliste zur Auswahl von Verriegelungsmagneten

Technisches Datenblatt für lineare Verriegelungsmagnete

and	Weilong Technology	Artikelnummer	WL1253
Nennspannung (V)	DC 36V	Nennleistung (W)	30.9 W
Arbeitsmodell	Push-Pull-Typ	Haltekraft (N)	3000 Gf
Hub (mm)	6 mm kundenspezifisch	Rücksetzzeit(en)	0.2
Lebensdauer	100 Mal	Zertifizierungsanforderungen	CE, RoHS, ISO9001,
Material	Hochwertiges Magneteisen	Anschlusskabellänge (mm)	200 MM
Installationsart	Schraube	Maßtoleranz	+/- 0.1 mm
Wasserdicht	Keine Präsentation	Isolationsklasse	B
Hochspannungstest	Wechselstrom 600 V 50/60 Hz 2 s	Schubkraft	600 Gf
Betriebstemperatur	-10 ° C-100 ° C	Duty Cycle	1-100 %
Gewindetiefe (mm)	/	Zahlungs-Ausdruck	TT oder LC bei Sicht
Beispielbestellung	Ja	Garantie	1 Jahr
MOQ	1000	Versorgungsmaterial-Fähigkeit	5000 Stück pro Woche
Lieferzeit	30 Tage	Verladehafen	Shenzhen

Funktionsprinzip des linearen Verriegelungssolenoids

Der Linear-Spannmagnet besteht aus einem Elektromagneten und einem Permanentmagneten. Im Ruhezustand hält der Permanentmagnet den ferromagnetischen Kolben in einer ausgefahrenen oder eingefahrenen Position, ohne dass Strom angelegt wird. Durch Anlegen eines Gleichstromimpulses mit der entsprechenden Polarität wird ein zusätzliches Magnetfeld um den Kolben erzeugt. Erzeugt der angelegte Strom ein Magnetfeld, das dem des Magneten entgegenwirkt, wird dessen Haltekraft aufgehoben und der Kolben durch eine entgegengesetzte mechanische Kraft, beispielsweise die Federkraft, bewegt. Andernfalls verstärkt ein umgekehrter Strom das Magnetfeld und zieht den Kolben in eine andere Position, die nach Erreichen des neuen Anschlags vom Magneten gehalten wird. Der Strom kann nun abgeschaltet werden; der Kolben bleibt in seiner Endposition verriegelt, bis erneut Strom angelegt wird.

Hauptmerkmale eines linearen Verriegelungsmagneten

Die Merkmale eines linearen Verriegelungssolenoids sind: bistabiler Betrieb, kein Stromverbrauch im Verriegelungszustand und geringe Wärmeentwicklung. Dank der internen Permanentmagnete ist die Haltekraft im Verhältnis zur Größe relativ hoch. Diese Solenoide reagieren schnell und sind bistabil (sie können in beide Richtungen arbeiten). Lineare Verriegelungssolenoiden werden üblicherweise mit niedrigen Gleichströmen (3 V bis 24 V) betrieben, da sie aufgrund der kurzen Impulsdauer für hohe Einschaltdauern ausgelegt sind. Weitere Merkmale sind die kompakte Bauweise, die Möglichkeit der magnetischen Abschirmung und der Betrieb mit Batteriestrom.

Wie man häufige Fehler bei der Konstruktion von linearen Verriegelungsmagneten vermeidet

1) Konstantleistungsmodus. Die Magnetspule darf nur für 20–100 ms gepulst werden. Die Spule überhitzt und brennt aufgrund zu hoher Verlustleistung durch.

2) Falsche Spulenpolarisation. H-Brücken sind für lineare Verriegelungssolenoiden zwingend erforderlich, da herkömmliche Transistoren die Stromversorgung nur in einer Richtung ermöglichen. Die umgekehrte Polarität des Eingangsstroms bewirkt, dass der Kolben in seine Ausgangsposition zurückfährt.

3) Die Gegen-EMK ist zu vernachlässigen. Nach Abschluss des Impulses erzeugt der Zusammenbruch des Magnetfelds einen Überschwinger und eine Spannungsspitze an der Spule. Verwenden Sie Freilaufdioden oder Zenerdiodenpaare.

4) Überlastung. Die maximale Haltekraft des Magneten ist begrenzt. Überschreiten Sie nicht den angegebenen Maximalwert und verwenden Sie einen mechanischen Anschlag zur Absicherung gegen Überlastung.

5) Geringe Batteriekapazität. Der Einschaltstrom kann selbst bei 12 V bis zu 1–2 Ampere betragen. Prüfen Sie, ob die Batterie ausreichend Kapazität bietet und sich unter Spitzenstrombelastung nicht entlädt.

6) Installation in ferromagnetischer Umgebung. Stahlteile in der Nähe können die magnetischen Feldlinien stören und die Haltekraft um die Hälfte oder mehr verringern. Vermeiden Sie die Installation von Verriegelungsmagneten in der Nähe von ferromagnetischen Materialien (vorzugsweise Messing oder Aluminium).

7) Entmagnetisierungseffekte vernachlässigen. Wiederholte Impulse, umgekehrte Polarisationen oder Überhitzung können die internen Magnete entmagnetisieren. Impuls- und Spulenbreite innerhalb der Spezifikationen halten und die Umgebungstemperatur niedrig halten.

Industrielle Anwendung mit linearem Verriegelungsmagneten

Dank ihrer Energieeffizienz finden lineare Verriegelungsmagnete vielfältige Einsatzmöglichkeiten in Geräten und Branchen. Sie dienen beispielsweise in intelligenten Zählern (Wasser-/Gaszählern) als automatische Absperrventile (ein Impuls stoppt den Durchfluss, ein zweiter setzt ihn wieder her) und können jahrelang mit Batterien betrieben werden. Auch in Hausautomationssystemen kommen sie zum Einsatz und steuern elektronische Türschlösser und Fensterantriebe, die ihren Zustand auch ohne Stromversorgung beibehalten. In tragbaren medizinischen Geräten wie Infusions- und Beatmungsgeräten regeln sie den Flüssigkeits-/Luftstrom, ohne die Batterien zu entladen. In der Automobilindustrie werden sie in Ladebuchsenverriegelungen für Elektrofahrzeuge, Kofferraumöffnungsmechanismen und Schaltsperren verwendet. Lineare Verriegelungsmagnete finden breite Anwendung in der Fertigungsindustrie als Notverriegelungen für Anlagen und Maschinen. Beispiele hierfür sind elektronische Tresorschlösser, Smartcard-basierte Zutrittskontrollsysteme und Verkaufsautomaten. Durch ihren geringen Stromverbrauch eignen sie sich für Bewässerungs- und Solaranlagen in der Landwirtschaft. Lineare Verriegelungsmagnete werden in Spielzeug und Hobbygeräten eingesetzt. Sie finden breite Anwendung als elektrische Türöffner und Münzzähler. Im Gegensatz zu herkömmlichen Magneten überhitzen sie nicht und können daher in geschlossenen Gehäusen (z. B. Unterwasserventilen) verwendet werden. Ihre Fähigkeit, die Position beizubehalten, macht sie ideal für ausfallsichere Systeme, die den letzten Befehl nach einem Stromausfall speichern müssen. Diese Eigenschaft prädestiniert lineare Verriegelungsmagnete für IoT- und Sensortechnologien.

Warum erfreuen sich lineare Verriegelungsmagnete immer größerer Beliebtheit?

Die steigende Nachfrage nach energiesparenden Betätigungsmechanismen aufgrund des IoT-Booms und globaler Energiefragen erklärt die zunehmende Beliebtheit von linearen Verriegelungssolenoiden. Milliarden batteriebetriebener Smart-Geräte für Landwirtschaft, Öl- und Gasindustrie sowie Hausautomationssysteme benötigen Aktoren, die einen Zustandswechsel ermöglichen und diesen speichern. Herkömmliche Solenoide entladen Batterien innerhalb weniger Stunden. Ein Verriegelungssolenoid hingegen hält jahrelang mit nur zwei AA-Batterien. Da im Haltezustand keine Wärme entsteht, können diese Solenoide bedenkenlos in Kunststoff- und explosionsgeschützten Gehäusen installiert werden. Auch die solarbetriebene Fernüberwachung ist ein wachsender Markt, der energieeffiziente Aktoren benötigt. Moderne Verriegelungstreiber sind kostengünstiger und kompakter, wodurch die Komplexität reduziert wird. Aktuell sind gekapselte, kostengünstige Verriegelungssolenoide im Handel erhältlich und werden in der Unterhaltungselektronik, beispielsweise in intelligenten Schrankverschlüssen und Roboterspielzeugen, eingesetzt. Die ausfallsichere mechanische Speicherung von Verriegelungssolenoiden ist ein weiteres Verkaufsargument, das in der Hausautomation und der Automobilindustrie von Nutzen ist. Kurz gesagt: Sie erfüllen die drei Grundkriterien moderner Elektronik: Effizienz, Kompaktheit und Intelligenz.

Vorteile und Nachteile von linearen Verriegelungsmagneten

Der Vorteil des linearen Verriegelungsmagneten

Null Standby-Stromverbrauch – sobald der Magnet verriegelt ist, verbraucht er keinen Strom und ist daher perfekt für batteriebetriebene Systeme und Energiewandler geeignet.

Keine Wärmeabgabe – der kühle Betrieb ermöglicht den Einsatz in vollständig abgedichteten und explosionsgeschützten Anwendungen.

Sichere mechanische Speicherung – nach dem Entriegeln wird die Position des Kolbens auch bei Stromausfall gespeichert; es wird keine Backup-Batterie benötigt, um die Ventilposition aufrechtzuerhalten.

Kompaktes Design – geringer Platzbedarf mit leistungsstarken Magneten, die ohne Aufwickeln einen starken Halt gewährleisten.

Hohe Lebensdauer dank niedrigem Tastverhältnis – kurze Impulse minimieren die Belastung der Spule und die Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten.

Der Nachteil des linearen Verriegelungssolenoids

Erfordert ein bidirektionales Ansteuersystem. Einfache Transistoren reichen nicht aus. Zusätzliche Komplexität entsteht durch den Einsatz einer H-Brücken-Ansteuerung oder eines Relaismoduls.

Geringere Zugkraft im Vergleich zu Standard-Solenoiden. Die Verriegelungsmechanismen sind schwächer, da der Permanentmagnet der Bewegung während des Impulses entgegenwirkt.

Für schnelles Pulsieren ungeeignet. Normale Magnetspulen arbeiten besser, wenn sie jede Sekunde geschaltet werden. Schnelles Schalten entmagnetisiert die Magnete und führt bei häufigen Richtungswechseln zu deren Überhitzung.

Empfindlich gegenüber äußeren Magnetfeldern. Ein starker Magnet oder ein zu hoher Strom in der Nähe entmagnetisiert den Permanentmagneten.

Die Haltekraft ist konstant. Sie kann nicht durch Verringern des Stroms (da kein Strom fließt) angepasst werden und wird durch die magnetische Stärke des Permanentmagneten bestimmt.

Fehlersuche am linearen Verriegelungsmagneten

Magnetventil rastet nicht ein (bewegt sich, bleibt aber nicht in Position).

Ursache: Zu kurze Impulsbreite. Entmagnetisierung durch hohe Temperaturen und/oder Stöße.

Lösung: Erhöhen Sie die Impulsbreite auf 50–100 ms. Tauschen Sie die Spule aus, wenn der Magnet durch Hitze (>120 °C) beschädigt ist.

Der Magnetspulen-Sensor bewegt sich während des Impulses überhaupt nicht.

Ursache: Kurzgeschlossene Magnetspule, mechanische Blockierung durch Verschmutzung des Kolbens oder defekte Treiberschaltung.

Lösung: Prüfen Sie den Spulenwiderstand mit einem Multimeter – ist er unendlich, ist der Draht unterbrochen. Reinigen Sie die Innenflächen der Kolbenbohrung mit Isopropylalkohol. Messen Sie die Treiberspannung der H-Brücke mit einem Oszilloskop.

Intermittierendes Einrasten (insbesondere Einweg)

Ursache: Asymmetrische Polarität, unzureichender Impulsstrom oder Störung.

Lösung: Stellen Sie sicher, dass die positive Polarität den Kolben in die Spule zieht, während die negative ihn herausdrückt und umgekehrt. Installieren Sie einen Kondensator mit niedrigem ESR-Wert in der Nähe der Spule, um die Ausgangsspannung zu stabilisieren oder die Impulsanstiegszeit zu verkürzen.

Der Magnetverschluss verriegelt, entriegelt sich aber bei geringer Belastung.

Ursache: Die äußere Last übersteigt das Magnetfeld des Permanentmagneten oder der zur Befestigung des Solenoids verwendeten Eisen-/Magnetbauteile.

Lösung: Besorgen Sie sich ein stärkeres Magnetventil. Ersetzen Sie die ferromagnetischen Befestigungsschrauben durch solche aus Messing/Aluminium.

Das Magnetventil wird auch im Pulsbetrieb heiß.

Ursache: Ein Fehler im Mikrocontroller sorgt dafür, dass der Transistor ständig leitet, oder die Impulsbreite ist fälschlicherweise in Sekunden anstatt in Millisekunden definiert.

Lösung: Überprüfen Sie den Programmcode, um festzustellen, ob der Ausgangsimpuls unmittelbar nach der Aktivierung deaktiviert wird. Erwägen Sie die Hinzufügung eines Hardware-Watchdogs, der die Stromzufuhr nach 200 Millisekunden unterbricht.

Häufig gestellte Fragen zu linearen Verriegelungsmagneten

1. Worin unterscheiden sich Verriegelungsmagnete von gewöhnlichen Magneten?

Während herkömmliche Magnetspulen einen kontinuierlichen Stromfluss benötigen, um den Kolben in Position zu halten, genügt bei der Verriegelungsversion ein kurzer Impuls, um den Kolben mithilfe seiner Magnetkraft in der aktivierten Position zu fixieren. Herkömmliche Magnetspulen kehren nach dem Abschalten der Stromzufuhr durch ihre natürliche Elastizität, unterstützt durch die Rückstellfeder, automatisch in die Neutralstellung zurück. Verriegelungsversionen erreichen dies automatisch mithilfe eingebauter Magnete, die die Haltekraft ausüben, ohne Strom zu verbrauchen.

2. Spielt die Polarität bei Verriegelungsmagneten eine Rolle?

Ja, die Polarität spielt tatsächlich eine entscheidende Rolle. Verriegelungssolenoiden sind bipolar, d. h. der Stromfluss erzeugt ein zusätzliches Magnetfeld im Inneren der Spule, welches den Kolben zusammen mit dem Feld der Magnete anzieht und ihn in der Verriegelungsposition hält. Zum Entriegeln muss ein Impuls mit umgekehrter Polarität angelegt werden, um das Feld des Permanentmagneten aufzuheben. Anschließend kehrt der Kolben aufgrund seiner mechanischen Elastizität in seine neutrale Position zurück.

3. Warum sollte ich in meiner Magnetspulen-Anwendung einen externen Widerstand verwenden?

Einige Verriegelungsmagnete benötigen einen externen Widerstand, um den zum Entriegeln des Geräts erforderlichen Entmagnetisierungsstrom zu steuern. Nach Anlegen eines Rückwärtsimpulses werden sowohl Spule als auch Widerstand Teil des Stromkreises und leiten Strom. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Gleichgewicht der Spulen- und Magnetkräfte. Details entnehmen Sie bitte den technischen Daten des jeweiligen Geräts.

4. Kann ich meinem Verriegelungsmagneten eine Dauerspannung zuführen?

Selbstverständlich sollte man einen Verriegelungsmagneten nicht dauerhaft mit Strom versorgen. Er ist für Impulse von bis zu 100 Millisekunden ausgelegt. Isolierung und Spulendraht sind für intermittierenden Betrieb optimiert. Dauerstrom führt schnell zu Überhitzung und Zerstörung der Spule. Der Zweck dieser Magnete ist es, eine Position zu halten, ohne Energie zu verschwenden.

5. Was sind die wichtigsten Vorteile von Verriegelungsmagneten?

Vier wesentliche Merkmale unterscheiden Verriegelungsmagnete von anderen Typen: Sie benötigen keinen Strom, um ihre Position zu halten, erzeugen im Ruhezustand keine Wärme und bieten eine ausfallsichere mechanische Speicherfunktion. Diese Eigenschaften machen Verriegelungsmagnete ideal für batteriebetriebene Geräte und geschlossene Gehäuse.

6. Wie hoch ist die Lebensdauer von linearen Verriegelungssolenoiden?

Die Lebensdauer variiert je nach Magnetventilmarke zwischen 200,000 und über 5 Millionen Schaltzyklen. Tatsächlich hängt sie jedoch von verschiedenen Faktoren ab, darunter Seitenlasten, Impulsfrequenz, Umgebungsbedingungen (wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit) und elektrische Parameter. Führen Sie daher am besten Tests unter Ihren spezifischen Betriebsbedingungen durch.

7. Welche Montagevorkehrungen sind für einen Verriegelungsmagneten zu treffen?

Das Befestigungsmaterial sollte stets passend zur jeweiligen Anwendung ausgewählt werden. Längere Befestigungsschrauben können die interne Spulenverdrahtung leicht beschädigen. Beachten Sie außerdem, dass magnetische Befestigungsschrauben und nahegelegene Metallplatten die magnetischen Flusslinien ablenken und die Haltekraft des Magneten erheblich verringern können.

8. Gibt es verschiedene Arten von Verriegelungsmagneten?

Tatsächlich gibt es zwei Hauptbauarten. Bei einer unidirektionalen Haltekonstruktion wird der Kolben durch Magnete nur in der angezogenen Position gehalten, während für die entgegengesetzte Position eine Rückstellfeder benötigt wird. Bistabile Verriegelungssolenoiden verfügen über Permanentmagnete und zwei Spulen/Polstücke, die den Kolben ohne jegliche Feder in beiden Positionen halten.

Wie wählt man ein lineares Verriegelungssolenoid aus?

Bei der Auswahl eines linearen Verriegelungsmagneten sollten folgende Eigenschaften berücksichtigt werden:

1 Kraft und Hub.

Bestimmen Sie zunächst die maximale Haltekraft (die Kraft, die erforderlich ist, um den Kolben gegen eine äußere Last zu bewegen) und den Hub (die vom Kolben zurückgelegte Strecke). Die Haltekraft eines Magneten ist üblicherweise angegeben. Stellen Sie sicher, dass sie die maximale Belastung im ungünstigsten Fall um 30 % übersteigt. Der Hub von Linear-Sperrmagneten liegt typischerweise zwischen 2 mm und 10 mm. Ein größerer Hub verringert die Haltekraft.

2 Elektrische Parameter

Bestimmen Sie die Spannung (typische Werte sind 6 V, 12 V und 24 V DC) und die Impulsdauer (30–100 ms), die Sie sich leisten können. Sie müssen genügend Wattsekunden bereitstellen, um die Haltekraft des Magneten zu überwinden. Je häufiger Sie die Spule ansteuern, desto höher ist ihr Stromverbrauch und desto schneller brennt sie durch. Berechnen Sie den Spulenwiderstand und den zu überwindenden Spitzenstrom. Der Spulenwiderstand lässt sich anhand des Stromverbrauchs berechnen. Überprüfen Sie den Stromverbrauch Ihrer Treiberschaltung (H-Brücke oder Relaiskontakte).

3. Physikalische Eigenschaften.

Messen Sie den verfügbaren Platz für den Einbau. Größere Abmessungen bedeuten mehr verfügbare Kraft. Legen Sie fest, wie Sie den Magneten montieren möchten. Die Schwerkraft kann den Haltevorgang unterstützen oder behindern. Einige Magneten verfügen über eine interne Rückholfeder und sind daher monostabil. Bistabile Magneten benötigen keine externen Federn, die ihre Bewegung behindern.

4. Umweltparameter.

Falls der Magnet Feuchtigkeit oder Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, wählen Sie wasserdichte oder IP-geschützte Modelle. Permanentmagnete verlieren bei steigenden Temperaturen an Leistung (Neodymmagnete verlieren ihre Magnetkraft bei etwa 80 °C). Bei Umgebungsgeräuschen ist zu prüfen, ob sich der Kolben durch Stöße aus der Verriegelungsposition lösen kann.

5. Treiberschaltung.

Ein lineares Verriegelungssolenoid benötigt eine bidirektionale Stromansteuerung (umgekehrte Polarität zum Entriegeln). Verwenden Sie entweder eine H-Brücke oder ein Zweikontaktrelais, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Fügen Sie unbedingt Freilaufdioden hinzu, um Spannungsspitzen zu reduzieren. – Schließen Sie niemals Gleichstrom an die Verriegelungsspulen an, da dieser die Spulen zerstört, da sie nicht für die Verlustleistung bei Gleichstrom ausgelegt sind.

6 Mechanische Lebensdauer (100,000 Zyklen).

Bitte prüfen Sie die Produktdokumentation hinsichtlich der mechanischen Lebensdauer. Schnelles Pulsieren kann den Permanentmagneten beschädigen und seine Lebensdauer verkürzen. In diesem Fall sollten herkömmliche (nicht rastende) Magnetspulen verwendet werden.