Ηλεκτρομαγνητική κίνηση: τύποι, σκοπός, αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Στην εφαρμογή συμπαγών, παραγωγικών και λειτουργικών μηχανισμών κίνησης σήμερα, ενδιαφέρονται σχεδόν όλοι οι τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, από τη βαριά βιομηχανία έως τις μεταφορές και τα νοικοκυριά. Αυτός είναι και ο λόγος για τη συνεχή βελτίωση των παραδοσιακών αντιλήψεων των μονάδων ισχύος, οι οποίες, αν και βελτιώνονται, δεν αλλάζουν τη θεμελιώδη συσκευή. Τα πιο δημοφιλή βασικά συστήματα αυτού του τύπου περιλαμβάνουν μια ηλεκτρομαγνητική κίνηση, ο μηχανισμός λειτουργίας της οποίας χρησιμοποιείται τόσο σε εξοπλισμό μεγάλου μεγέθους όσο και σε μικρές τεχνικές συσκευές.

Ανάθεση οδήγησης

Σε όλες σχεδόν τις εφαρμογές-στόχους, αυτός ο μηχανισμός λειτουργεί ως το εκτελεστικό όργανο του συστήματος. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι η φύση της λειτουργίας που εκτελείται και ο βαθμός της ευθύνης της στο πλαίσιο της συνολικής διαδικασίας εργασίας μπορεί να αλλάξει. Για παράδειγμα,στις βαλβίδες διακοπής, αυτός ο κινητήρας είναι υπεύθυνος για την τρέχουσα θέση της βαλβίδας. Ειδικότερα, λόγω της προσπάθειάς της, η επικάλυψη παίρνει τη θέση μιας κανονικά κλειστής ή ανοιχτής κατάστασης. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται σε διάφορα συστήματα επικοινωνίας, γεγονός που καθορίζει τόσο την αρχή λειτουργίας όσο και τα προστατευτικά χαρακτηριστικά της συσκευής. Ειδικότερα, ο ηλεκτρομαγνητικός μηχανισμός απαγωγής καπνού περιλαμβάνεται στην υποδομή του συστήματος πυρασφάλειας, δομικά συνδεδεμένος με τους αγωγούς εξαερισμού. Το περίβλημα του κινητήρα και τα κρίσιμα μέρη εργασίας του πρέπει να είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και επιβλαβείς επαφές με θερμικά επικίνδυνα αέρια. Όσον αφορά την εντολή για εκτέλεση, ο αυτοματισμός συνήθως λειτουργεί όταν ανιχνεύονται σημάδια καπνού. Η κίνηση σε αυτή την περίπτωση είναι ένα τεχνικό μέσο ρύθμισης της ροής του καπνού και της καύσης.

Μια πιο σύνθετη διαμόρφωση για τη χρήση ηλεκτρομαγνητικών ενεργοποιητών λαμβάνει χώρα σε βαλβίδες πολλαπλών δρόμων. Πρόκειται για ένα είδος συλλέκτη ή συστημάτων διανομής, η πολυπλοκότητα των οποίων έγκειται στον ταυτόχρονο έλεγχο ολόκληρων ομάδων λειτουργικών μονάδων. Σε τέτοια συστήματα, χρησιμοποιείται ένας ενεργοποιητής ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με τη λειτουργία εναλλαγής ροών μέσω ακροφυσίων. Ο λόγος για το κλείσιμο ή το άνοιγμα του καναλιού μπορεί να είναι ορισμένες τιμές του μέσου εργασίας (πίεση, θερμοκρασία), ένταση ροής, ρυθμίσεις προγράμματος για το χρόνο κ.λπ.

Σχέδιο και εξαρτήματα

Το κεντρικό στοιχείο λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα είναι το μπλοκ ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας, το οποίο σχηματίζεται από ένα κοίλο πηνίο καιμαγνητικός πυρήνας. Οι ηλεκτρομαγνητικές συνδέσεις επικοινωνίας αυτού του εξαρτήματος με άλλα μέρη παρέχονται από μικρά εσωτερικά εξαρτήματα με βαλβίδες ώθησης ελέγχου. Στην κανονική κατάσταση, ο πυρήνας στηρίζεται από ένα ελατήριο με στέλεχος που στηρίζεται στη σέλα. Επιπλέον, μια τυπική συσκευή ηλεκτρομαγνητικής μετάδοσης κίνησης προβλέπει την παρουσία μιας λεγόμενης χειροκίνητης μελέτης του εξαρτήματος εργασίας, η οποία αναλαμβάνει τις λειτουργίες του μηχανισμού σε στιγμές ξαφνικών αλλαγών ή παντελούς απουσίας τάσης. Μπορεί να παρέχεται πρόσθετη λειτουργικότητα, η οποία παρέχεται μέσω σηματοδότησης, βοηθητικών στοιχείων ασφάλισης και στερέωσης της θέσης του πυρήνα. Επειδή όμως ένα από τα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου μονάδων δίσκου είναι το μικρό τους μέγεθος, προκειμένου να βελτιστοποιηθούν, οι προγραμματιστές προσπαθούν να αποφύγουν τον υπερβολικό κορεσμό της σχεδίασης με δευτερεύουσες συσκευές.

Η αρχή λειτουργίας του μηχανισμού

Σε συσκευές μαγνητικής και ηλεκτρομαγνητικής ισχύος, ο ρόλος του ενεργού μέσου εκτελείται από τη μαγνητική ροή. Για τον σχηματισμό του χρησιμοποιείται είτε μόνιμος μαγνήτης είτε παρόμοια συσκευή με δυνατότητα σημειακής σύνδεσης ή αποσύνδεσης της δραστηριότητάς του με αλλαγή του ηλεκτρικού σήματος. Το εκτελεστικό σώμα αρχίζει να λειτουργεί από τη στιγμή που εφαρμόζεται η τάση, όταν το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσα από τα κυκλώματα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Με τη σειρά του, ο πυρήνας, καθώς αυξάνεται η δραστηριότητα του μαγνητικού πεδίου, αρχίζει την κίνησή του σε σχέση με την κοιλότητα του επαγωγέα. Στην πραγματικότητα, η αρχή της λειτουργίας της ηλεκτρομαγνητικής κίνησης καταλήγει στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σεμηχανική μέσω μαγνητικού πεδίου. Και μόλις πέσει η τάση, μπαίνουν στο παιχνίδι οι δυνάμεις του ελαστικού ελατηρίου, το οποίο επαναφέρει τον πυρήνα στη θέση του και ο οπλισμός κίνησης παίρνει την αρχική του κανονική θέση. Επίσης, για τη ρύθμιση των επιμέρους σταδίων μετάδοσης δύναμης σε πολύπλοκους μηχανισμούς κίνησης πολλαπλών σταδίων, μπορούν να ενεργοποιηθούν επιπλέον πνευματικοί ή υδραυλικοί κινητήρες. Συγκεκριμένα, καθιστούν δυνατή την πρωτογενή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από εναλλακτικές πηγές ενέργειας (νερό, άνεμος, ήλιος), γεγονός που μειώνει το κόστος της ροής εργασιών του εξοπλισμού.

Ενέργεια ηλεκτρομαγνητικού ενεργοποιητή

Το σχέδιο κίνησης του πυρήνα κίνησης και η ικανότητά του να λειτουργεί ως μονάδα ισχύος εξόδου καθορίζουν τα χαρακτηριστικά των ενεργειών που μπορεί να εκτελέσει ο μηχανισμός. Θα πρέπει να σημειωθεί αμέσως ότι στις περισσότερες περιπτώσεις πρόκειται για συσκευές με τον ίδιο τύπο στοιχειωδών κινήσεων της εκτελεστικής μηχανικής, οι οποίες σπάνια συμπληρώνονται με βοηθητικές τεχνικές λειτουργίες. Σε αυτή τη βάση, ο ηλεκτρομαγνητικός δίσκος χωρίζεται στους ακόλουθους τύπους:

• Ρόταρυ. Κατά τη διαδικασία εφαρμογής ρεύματος, ενεργοποιείται ένα στοιχείο ισχύος, το οποίο κάνει μια στροφή. Τέτοιοι μηχανισμοί χρησιμοποιούνται σε σφαιρικές βαλβίδες και βαλβίδες βύσματος, καθώς και σε συστήματα βαλβίδων πεταλούδας.
• Αναστρέψιμο. Εκτός από την κύρια δράση, είναι σε θέση να παρέχει μια αλλαγή στην κατεύθυνση του στοιχείου ισχύος. Πιο συνηθισμένο στις βαλβίδες ελέγχου.
• Πώληση. Αυτός ο ηλεκτρομαγνητικός ενεργοποιητής εκτελεί μια ενέργεια ώθησης, η οποία χρησιμοποιείται επίσης στη διανομή καιβαλβίδες ελέγχου.

Από την άποψη της δομικής λύσης, το στοιχείο ισχύος και ο πυρήνας μπορεί κάλλιστα να είναι διαφορετικά μέρη, γεγονός που αυξάνει την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα της συσκευής. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι η αρχή της βελτιστοποίησης απαιτεί τον συνδυασμό πολλών εργασιών εντός της λειτουργικότητας ενός τεχνικού στοιχείου, προκειμένου να εξοικονομηθεί χώρος και ενεργειακοί πόροι.

Ηλεκτρομαγνητικά εξαρτήματα

Τα εκτελεστικά όργανα της μονάδας δίσκου μπορούν να λειτουργούν σε διαφορετικές διαμορφώσεις, εκτελώντας ορισμένες ενέργειες που απαιτούνται για τη λειτουργία μιας συγκεκριμένης υποδομής εργασίας. Αλλά σε κάθε περίπτωση, η λειτουργία του πυρήνα ή του στοιχείου δύναμης από μόνη της δεν θα είναι αρκετή για να παρέχει επαρκές αποτέλεσμα όσον αφορά την εκπλήρωση της τελικής αποστολής, με σπάνιες εξαιρέσεις. Στις περισσότερες περιπτώσεις, απαιτείται επίσης ένας σύνδεσμος μετάβασης - ένα είδος μεταφραστή της παραγόμενης μηχανικής ενέργειας από τους άμεσα οδηγούμενους μηχανικούς στη συσκευή-στόχο. Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα τετρακίνησης, ένας ηλεκτρομαγνητικός συμπλέκτης δεν λειτουργεί απλώς ως πομπός δύναμης, αλλά ως κινητήρας που συνδέει άκαμπτα τα δύο μέρη του άξονα. Οι ασύγχρονοι μηχανισμοί έχουν ακόμη και το δικό τους πηνίο διέγερσης με έντονους πόλους. Το κύριο μέρος τέτοιων συνδέσμων είναι κατασκευασμένο σύμφωνα με τις αρχές της περιέλιξης του ρότορα ενός ηλεκτροκινητήρα, που δίνει σε αυτό το στοιχείο τις λειτουργίες ενός μετατροπέα και μεταφραστή δύναμης.

Σε απλούστερα συστήματα με άμεση δράση, το έργο της μετάδοσης δύναμης εκτελείται από τυπικές συσκευές ρουλεμάν, μονάδες περιστροφής και διανομής. Ειδικόςη εκτέλεση και η διαμόρφωση της ενέργειας, καθώς και η διασύνδεση με το σύστημα κίνησης, υλοποιούνται με διαφορετικούς τρόπους. Συχνά, αναπτύσσονται μεμονωμένα σχήματα διασύνδεσης εξαρτημάτων μεταξύ τους. Στον ίδιο ηλεκτρομαγνητικό συμπλέκτη κίνησης οργανώνεται μια ολόκληρη υποδομή με δικό της μεταλλικό άξονα, δακτυλίους ολίσθησης, συλλέκτες και χάλκινες ράβδους. Και αυτό δεν υπολογίζει την παράλληλη διάταξη των ηλεκτρομαγνητικών καναλιών με κομμάτια πόλων και περιγράμματα της κατεύθυνσης των γραμμών του μαγνητικού πεδίου.

Παράμετροι λειτουργίας μονάδας δίσκου

Ο ίδιος σχεδιασμός με ένα τυπικό σχήμα λειτουργίας μπορεί να απαιτεί τη σύνδεση διαφορετικών χωρητικοτήτων. Επίσης, τα τυπικά μοντέλα συστημάτων μετάδοσης κίνησης διαφέρουν ως προς το φορτίο ισχύος, τον τύπο ρεύματος, την τάση κ.λπ. Ο απλούστερος ενεργοποιητής ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας λειτουργεί στα 220 V, αλλά μπορεί επίσης να υπάρχουν μοντέλα με παρόμοιο σχεδιασμό, αλλά που απαιτούν σύνδεση σε τριφασικά βιομηχανικά δίκτυα στα 380 V. Οι απαιτήσεις τροφοδοσίας ρεύματος καθορίζονται από το μέγεθος της συσκευής και τα χαρακτηριστικά της πυρήνας. Ο αριθμός των στροφών του κινητήρα, για παράδειγμα, καθορίζει άμεσα την ποσότητα της ισχύος που καταναλώνεται και μαζί του τις ιδιότητες μόνωσης, τις περιελίξεις και τις παραμέτρους αντίστασης. Συγκεκριμένα, μιλώντας για τη βιομηχανική ηλεκτρική υποδομή, το έργο ενσωμάτωσης μετάδοσης κίνησης βαρέως τύπου θα πρέπει να λάβει υπόψη τη δύναμη έλξης, τα χαρακτηριστικά του βρόχου γείωσης, το διάγραμμα εφαρμογής της συσκευής προστασίας κυκλώματος κ.λπ.

Modular συστήματα μετάδοσης κίνησης

Πιο συνηθισμένοο δομικός παράγοντας μορφής για την παραγωγή μηχανισμών κίνησης που βασίζονται στην ηλεκτρομαγνητική αρχή λειτουργίας είναι μπλοκ (ή αδρανές). Αυτή είναι μια ανεξάρτητη και κάπως απομονωμένη συσκευή που είναι τοποθετημένη στο σώμα του μηχανισμού στόχου ή επίσης μια ξεχωριστή μονάδα ενεργοποίησης. Η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ τέτοιων συστημάτων έγκειται στο γεγονός ότι οι επιφάνειές τους δεν έρχονται σε επαφή με τις κοιλότητες των μεταβατικών συνδέσμων ισχύος και, επιπλέον, με τα στοιχεία εργασίας των εκτελεστικών οργάνων του εξοπλισμού στόχου. Τουλάχιστον, τέτοιες επαφές δεν απαιτούν τη λήψη μέτρων για την προστασία και των δύο δομών. Ο τύπος μπλοκ μιας ηλεκτρομαγνητικής μονάδας χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου οι λειτουργικές μονάδες πρέπει να απομονωθούν από την αρνητική επίδραση του περιβάλλοντος εργασίας - για παράδειγμα, από τους κινδύνους διάβρωσης ή έκθεσης στη θερμοκρασία. Για την παροχή μηχανικής σύνδεσης, χρησιμοποιείται ο ίδιος μονωμένος οπλισμός όπως ένα στέλεχος.

Ενσωματωμένες δυνατότητες μονάδας δίσκου

Ένα είδος ηλεκτρομαγνητικής κίνησης ισχύος που λειτουργούν ως αναπόσπαστο μέρος του συστήματος εργασίας, σχηματίζοντας μια ενιαία υποδομή επικοινωνίας μαζί του. Κατά κανόνα, τέτοιες συσκευές έχουν συμπαγείς διαστάσεις και χαμηλό βάρος, γεγονός που τους επιτρέπει να ενσωματωθούν σε μια ποικιλία μηχανικών κατασκευών χωρίς σημαντική επίδραση στα λειτουργικά και εργονομικά χαρακτηριστικά τους. Από την άλλη πλευρά, η βελτιστοποίηση του μεγέθους και η ανάγκη επέκτασης των δυνατοτήτων δεσίματος (απευθείας σύνδεση με τον εξοπλισμό) περιορίζει τους δημιουργούς στην παροχήυψηλό βαθμό προστασίας τέτοιων μηχανισμών. Ως εκ τούτου, εξετάζονται τυπικές μονωτικές λύσεις φιλικές προς τον προϋπολογισμό, όπως ο διαχωρισμός ερμητικών σωλήνων, οι οποίοι συμβάλλουν στην προστασία των ευαίσθητων στοιχείων από τις επιθετικές επιπτώσεις του περιβάλλοντος εργασίας. Εξαιρέσεις περιλαμβάνουν βαλβίδες κενού με ηλεκτρομαγνητική κίνηση σε μεταλλικό περίβλημα, στις οποίες συνδέονται εξαρτήματα από πλαστικό υψηλής αντοχής. Αλλά αυτά είναι ήδη εξειδικευμένα μοντέλα μεγέθυνσης που διαθέτουν ολοκληρωμένη προστασία από τοξικούς, θερμικούς και μηχανικούς παράγοντες.

Περιοχές εφαρμογής της συσκευής

Με τη βοήθεια αυτού του δίσκου, επιλύονται οι εργασίες ηλεκτρικής μηχανικής υποστήριξης διαφόρων επιπέδων. Στα πιο κρίσιμα και πολύπλοκα συστήματα, χρησιμοποιούνται εξαρτήματα χωρίς ατμό για τον έλεγχο ηλεκτρομαγνητικών συσκευών, γεγονός που αυξάνει τον βαθμό αξιοπιστίας και απόδοσης του εξοπλισμού. Σε αυτόν τον συνδυασμό, οι μονάδες χρησιμοποιούνται σε δίκτυα σωληνώσεων μεταφορών και επικοινωνιών, στη συντήρηση αποθηκευτικών εγκαταστάσεων με πετρελαιοειδή, στη χημική βιομηχανία, σε σταθμούς επεξεργασίας και εργοστάσια διαφόρων βιομηχανιών. Αν μιλάμε για απλές συσκευές, τότε στην οικιακή σφαίρα, μια ηλεκτρομαγνητική κίνηση ανεμιστήρα για συστήματα τροφοδοσίας και εξάτμισης είναι κοινή. Οι μηχανισμοί μικρού σχήματος βρίσκουν τη θέση τους και σε υδραυλικά είδη, αντλίες, συμπιεστές κ.λπ.

Συμπέρασμα

Με την προϋπόθεση ότι η δομή του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης έχει σχεδιαστεί σωστά, με βάση ηλεκτρομαγνητικά στοιχεία, μπορείτε να έχετε αρκετά κερδοφόραπηγή μηχανικής δύναμης. Στις καλύτερες εκδόσεις, τέτοιες συσκευές διακρίνονται από υψηλό τεχνικό πόρο, σταθερή λειτουργία, ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας και ευελιξία όσον αφορά τον συνδυασμό με διάφορους ενεργοποιητές. Όσον αφορά τις χαρακτηριστικές αδυναμίες, εκδηλώνονται με ανοσία χαμηλού θορύβου, η οποία είναι ιδιαίτερα έντονη στη λειτουργία της ηλεκτρομαγνητικής κίνησης του διακόπτη κυκλώματος σε γραμμές ισχύος υψηλής τάσης με τάση 10 kV. Τέτοια συστήματα, εξ ορισμού, χρειάζονται ειδική προστασία από ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Επίσης, λόγω της τεχνικής και δομικής πολυπλοκότητας που οφείλεται στη χρήση μηχανισμού αρθρωτού μοχλού με ώθηση και μάνδαλο συγκράτησης στο διακόπτη, απαιτείται πρόσθετη σύνδεση προστατευτικών ηλεκτρικών συσκευών για την εξάλειψη των κινδύνων βραχυκυκλώματος στα κυκλώματα.