Rozdział 1: Czym jest solenoid liniowy prądu stałego?
Elektromagnes liniowy prądu stałego to urządzenie, które zamienia prąd stały na ruch liniowy. Elektromagnes liniowy prądu stałego składa się z cewki, ruchomej części zwanej trzpieniem oraz nieruchomej części zwanej obudową. Cewka to element, do którego doprowadzane jest napięcie stałe. Prąd stały przyłożony do cewki powoduje, że elektromagnes wytwarza pole magnetyczne. Pole magnetyczne powoduje, że ruchoma część porusza się w kierunku prostym.
Elektromagnes liniowy prądu stałego jest powszechnie stosowany w wielu urządzeniach sterujących, w których istotne jest liniowe działanie.
Rozdział 2 : Przegląd produktów z liniowym elektromagnesem prądu stałego
Elektromagnes liniowy prądu stałego to urządzenie wykorzystywane głównie do:
Działanie liniowe z krótkimi pociągnięciami
Szybka akcja
Kompaktowa konstrukcja
Wysoka niezawodność
Proste sterowanie WŁ./WYŁ.; nie wymaga skomplikowanych obwodów sterujących
Podobieństwa obu produktów:
Wejściem jest napięcie stałe, które wynosi 6 V, 12 V lub 24 V.
Działanie jest liniowe, albo pchające, albo ciągnące
Sterowanie jest albo wzbudzone, albo niewzbudzone
Siła zależy od skoku i konfiguracji cewki
W zależności od konfiguracji cykl pracy może być przerywany lub stały
Rozdział 3: Rodzaje liniowych elektromagnesów prądu stałego
Elektromagnes typu push
Po włączeniu prądu elektromagnes wypycha tłok.
Używane w przypadku urządzeń wymagających pchania lub wyrzucenia czegoś
Elektromagnes typu pull
Po włączeniu zasilania elektromagnes wciąga tłok do cewki.
Najpopularniejszy typ
Solenoid posiada połączenie mechaniczne pomiędzy tymi dwoma czynnościami.
Solenoid może poruszać się w dwóch różnych kierunkach
Solenoid jest mały, okrągły i ma kształt rurki.
Płynna praca zapewniająca wydajną pracę.
Powszechne w urządzeniach medycznych i przemysłowych
Posiada elektromagnes z otwartą ramą
Otwarta konstrukcja ramy
Łatwe do dodania i tanie
Elektromagnes zatrzaskowy bistabilny
Pozostaje na swoim miejscu nawet w przypadku awarii zasilania elektrycznego
Posiada stacjonarne pole magnetyczne
Rozdział 4: Kluczowe elementy liniowego elektromagnesu prądu stałego
Najważniejszymi częściami liniowego elektromagnesu prądu stałego są:
Cewka (uzwojenie miedziane): wytwarza pole magnetyczne, gdy przepływa przez nią prąd elektryczny.
Rdzeń/obudowa żelazna: Zapewnia wsparcie konstrukcji.
Tłok (tłoczysko): Jest to kawałek żelaza, który można przesuwać i wprawiać w ruch inne obiekty.
Tłok powraca do pozycji wyjściowej po odłączeniu sprężyny powrotnej.
Cewka/Izolacja: utrzymuje uzwojenia cewki na miejscu i zapobiega ich stykaniu się.
Rozdział 5: Jak działa liniowy elektromagnes prądu stałego
Działa poprzez wykorzystanie prądu elektrycznego:
Cewka pobiera prąd elektryczny, gdy stosowane jest zasilanie napięciem stałym.
Cewka wytwarza pole magnetyczne.
Pole magnetyczne przyciąga kawałek żelaza zwany tłokiem.
Tłok można wciągać i wyciągać z cewki.
W przypadku odłączenia zasilania elektrycznego:
Pole magnetyczne znika.
Sprężyna powrotna wciska tłok z powrotem do pierwotnej pozycji.
Kluczowy punkt:
Wielkość siły zależy od natężenia prądu, liczby zwojów cewki, szczelin powietrznych i konstrukcji obwodu magnetycznego.
Rozdział 6: Kluczowe parametry liniowego elektromagnesu prądu stałego
Arkusz danych elektromagnesu liniowego prądu stałego zazwyczaj zawiera:
Parametry elektryczne
Napięcie znamionowe (VDC)
Rezystancja cewki (Ω)
Pobierany prąd (A)
Wykorzystanie mocy (W)
Współczynnik wypełnienia (10%–100%)
Ustawienia dla mechaników
Długość skoku w mm
Siła trzymania (N)
Siła początkowa lub siła pociągania w odniesieniu do krzywej skoku
Czas na odpowiedź (ms)
Siła sprężyny powrotnej
Rzeczy, które zmieniają środowisko
Zakres temperatur pracy
Rodzaj izolacji
Stopień ochrony IP lub poziom ochrony
Krzywe wydajności
Krzywa siły i uderzenia
Wzrost temperatury w porównaniu do obecnej
Współczynnik wypełnienia w odniesieniu do limitu mocy
Rozdział 7: Przewodnik projektowania liniowych elektromagnesów prądu stałego
Podczas budowy lub składania liniowego elektromagnesu prądu stałego,
7.1 Siła kontra skok
Im dłuższy skok, tym mniejsza siła.
Sprawdź, czy koniec skoku ma odpowiednią siłę.
7.2 Cykl pracy i ogrzewanie
Aby wszystko działało prawidłowo, temperatura musi mieścić się w określonym przedziale.
Nie dopuść do zbytniego nagrzania się cewki.
7.3 Wybór odpowiedniego napięcia
Sprawdź, czy napięcie jest takie samo jak napięcie znamionowe.
Przepięcie wzmacnia urządzenia, ale także skraca ich żywotność.
7.4 Jak dobrze działają magnesy
Aby wszystko działało jeszcze lepiej, zmniejsz jeszcze bardziej odległość między magnesami.
Ulepszenie materiałów użytych do ścieżki magnetycznej
7.5 Obciążenie maszyny
Należy wziąć pod uwagę ciężar ładunku, tarcie i ustawienie.
7.6 Jak wrócić
Siła cewki i moc sprężyny muszą być takie same.
7.7 Świat wokół ciebie
Temperatura, wilgotność, kurz i wibracje nie mogą zakłócać pracy elektromagnesu.
7.8 Stabilność zasilania
Stabilne zasilanie prądem stałym gwarantuje, że wszystko zostanie wykonane za każdym razem w ten sam sposób.
Rozdział 8: Zastosowanie liniowego elektromagnesu prądu stałego
Elektromagnesy liniowe prądu stałego są stosowane w wielu zastosowaniach:
Motoryzacja: zamki drzwiowe i wtryskiwacze paliwa
Przemysłowe: siłowniki i urządzenia sortujące
Medycyna: gadżety takie jak pompy, zawory i diagnostyka
Sprzęt AGD: gadżety takie jak ekspresy do kawy i pralki
Bezpieczeństwo: urządzenia takie jak zamki elektryczne i drzwi zabezpieczające
Zamykanie i wydawanie: gadżety, które wydają przedmioty na sprzedaż
Sprzęt biurowy: gadżety takie jak drukarki i kopiarki
Gry: gadżety takie jak sloty na monety i wyrzutnie
Rozdział 9: Zalety i wady liniowych elektromagnesów prądu stałego
Zalety liniowego elektromagnesu prądu stałego
Łatwy w użyciu i projektowaniu
Szybki czas reakcji
Niedrogi
Niezawodny i trwały
Łatwe włączanie i wyłączanie
Kompaktowy i łatwy w uprawie
Wady
Krótki skok
Odległość skoku zmniejsza moc
Podczas użytkowania wytwarza ciepło
Ciągłe użytkowanie może wymagać czasu na schłodzenie
Brak kontroli nad pozycją
Zużywa dużo energii przy ciągłym użytkowaniu
Rozdział 10: Jak wybrać Elektromagnes liniowy prądu stałego
Wybierając najlepszy liniowy elektromagnes prądu stałego do danego projektu lub systemu, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:
10.1 Ilość potrzebnej siły
Siła obciążenia to ilość siły potrzebnej do obciążenia, uwzględniająca tarcie i margines bezpieczeństwa
10.2 Długość skoku
Uderzenie powinno przesunąć się na odpowiednią odległość
10.3 Źródło zasilania i napięcia
Sprawdź, czy jest on zgodny z napięciem systemu
10.4 Cykl pracy
Przerywane lub ciągłe używanie
Wybierz odpowiednią ocenę dla aplikacji
10.5 Warunki środowiskowe
Warunki otoczenia, w którym używany jest elektromagnes
Pogoda, temperatura i wilgotność
10.6 Ograniczenia rozmiaru
Przestrzeń w aplikacji na przestrzeń fizyczną
10.7 Czas na odpowiedź
Wymagana prędkość aktywacji
10.8 Składanie i rozkładanie
Interfejs mechaniczny, kierunek i sposób instalacji
10.9 Rzeczy potrzebne na całe życie
Oczekiwania dotyczące tego, jak długo będzie trwał cykl i jak będzie niezawodny
10.10 Margines bezpieczeństwa
Podczas projektowania należy pamiętać o pozostawieniu wolnej przestrzeni o wartości od 20% do 50% ponad wymaganą siłą.
Rozdział 11: Pytania i odpowiedzi dotyczące liniowego elektromagnesu prądu stałego
11.1 Czym solenoid różni się od elektromagnesu?
Solenoid służy do generowania kontrolowanego ruchu liniowego, natomiast elektromagnes służy do wytwarzania pola magnetycznego w celu przytrzymywania lub podnoszenia przedmiotów.
11.2 Czy elektromagnes prądu stałego może pracować cały czas?
Tak, ale tylko jeśli jest przystosowany do pracy ciągłej i utrzymywany w odpowiedniej temperaturze.
11.3 Co powoduje nagrzewanie się elektromagnesu?
Dzieje się tak ze względu na opór cewki oraz przepływ prądu.
11.4 Co powoduje zmianę siły elektromagnesu?
Cewka ma prąd.
Ile jest zwojów i jaka jest między nimi odległość
Materiał w środku
Tworzenie obwodu magnetycznego
11.5 Jak mogę wzmocnić elektromagnes?
Zwiększamy napięcie, ale nie za bardzo.
Poprawa ścieżki magnetycznej
Zmniejszenie odstępu między zakrętami w powietrzu.
Ulepszanie konstrukcji cewki
11.6 Co oznacza współczynnik wypełnienia dla elektromagnesu?
Odnosi się to do procentu czasu spędzonego na cyklu w stosunku do całego cyklu.
11.7 Co się stanie, jeśli napięcie przekroczy wartość znamionową?
Solenoid staje się mocniejszy, ale może się też przegrzać i pęknąć.
11.8 Jak długo działa elektromagnes prądu stałego?
Solenoid może pracować przez miliony cykli, o ile jest używany w prawidłowych warunkach. Zależy to jednak zarówno od sposobu jego użytkowania, jak i od środowiska.
