Penggerak elektromagnetik: jenis, tujuan, prinsip operasi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Dalam penerapan mekanisme penggerak yang kompak, produktif dan fungsional saat ini, hampir semua bidang aktivitas manusia mulai dari industri berat hingga transportasi dan rumah tangga tertarik. Ini juga merupakan alasan untuk terus meningkatkan konsep tradisional unit daya, yang, meskipun meningkat, tidak mengubah perangkat dasar. Sistem dasar yang paling populer dari jenis ini termasuk drive elektromagnetik, mekanisme kerja yang digunakan baik pada peralatan format besar maupun pada perangkat teknis kecil.

Tugas Drive

Di hampir semua aplikasi target, mekanisme ini bertindak sebagai badan eksekutif sistem. Hal lain adalah bahwa sifat dari fungsi yang dilakukan dan tingkat tanggung jawabnya dalam kerangka proses kerja secara keseluruhan dapat berubah. Sebagai contoh,pada katup penutup, penggerak ini bertanggung jawab atas posisi katup saat ini. Secara khusus, karena usahanya, tumpang tindih mengasumsikan posisi keadaan biasanya tertutup atau terbuka. Perangkat semacam itu digunakan dalam berbagai sistem komunikasi, yang menentukan prinsip operasi dan karakteristik pelindung perangkat. Secara khusus, penggerak knalpot asap elektromagnetik termasuk dalam infrastruktur sistem keselamatan kebakaran, yang secara struktural terhubung dengan saluran ventilasi. Rumah penggerak dan bagian kerja kritisnya harus tahan terhadap suhu tinggi dan kontak berbahaya dengan gas berbahaya termal. Adapun perintah untuk mengeksekusi, otomatisasi biasanya bekerja ketika tanda-tanda asap terdeteksi. Penggerak dalam hal ini adalah sarana teknis pengaturan aliran asap dan pembakaran.

Konfigurasi yang lebih kompleks untuk penggunaan aktuator elektromagnetik terjadi di katup multi-arah. Ini adalah semacam kolektor atau sistem distribusi, yang kompleksitasnya terletak pada kontrol simultan seluruh kelompok unit fungsional. Dalam sistem seperti itu, aktuator katup elektromagnetik digunakan dengan fungsi mengalihkan aliran melalui nozel. Alasan untuk menutup atau membuka saluran dapat berupa nilai-nilai tertentu dari media kerja (tekanan, suhu), intensitas aliran, pengaturan program untuk waktu, dll.

Desain dan komponen

Elemen kerja utama penggerak adalah blok solenoida, yang dibentuk oleh kumparan berongga daninti magnet. Sambungan elektromagnetik komunikasi dari komponen ini dengan bagian lain disediakan oleh alat kelengkapan internal kecil dengan katup impuls kontrol. Dalam keadaan normal, inti ditopang oleh pegas dengan batang yang bertumpu pada sadel. Selain itu, perangkat penggerak elektromagnetik tipikal menyediakan apa yang disebut sebagai pengganti manual dari bagian kerja, yang mengambil alih fungsi mekanisme pada saat-saat perubahan mendadak atau tidak adanya tegangan sama sekali. Fungsionalitas tambahan dapat disediakan, disediakan dengan cara memberi isyarat, elemen pengunci tambahan dan fiksator posisi inti. Tetapi karena salah satu keuntungan dari jenis drive ini adalah ukurannya yang kecil, untuk mengoptimalkannya, pengembang mencoba untuk menghindari kejenuhan desain yang berlebihan dengan perangkat sekunder.

Prinsip pengoperasian mekanisme

Dalam perangkat daya magnet dan elektromagnetik, peran media aktif dilakukan oleh fluks magnet. Untuk pembentukannya, baik magnet permanen atau perangkat serupa digunakan dengan kemungkinan koneksi titik atau pemutusan aktivitasnya dengan mengubah sinyal listrik. Badan eksekutif mulai beroperasi dari saat tegangan diterapkan, ketika arus mulai mengalir melalui sirkuit solenoida. Pada gilirannya, inti, ketika aktivitas medan magnet meningkat, memulai gerakannya relatif terhadap rongga induktor. Sebenarnya, prinsip pengoperasian penggerak elektromagnetik hanya bermuara pada konversi energi listrik menjadimekanis melalui medan magnet. Dan segera setelah tegangan turun, gaya pegas elastis mulai bekerja, yang mengembalikan inti ke tempatnya dan angker penggerak mengambil posisi normal aslinya. Selain itu, untuk mengatur masing-masing tahapan transmisi gaya dalam penggerak multitahap yang kompleks, penggerak pneumatik atau hidraulik dapat juga diaktifkan. Secara khusus, mereka memungkinkan pembangkitan listrik utama dari sumber energi alternatif (air, angin, matahari), yang mengurangi biaya alur kerja peralatan.

Aksi aktuator elektromagnetik

Pola pergerakan inti penggerak dan kemampuannya untuk bekerja sebagai unit daya keluaran menentukan fitur tindakan yang dapat dilakukan mekanisme tersebut. Harus segera dicatat bahwa dalam kebanyakan kasus ini adalah perangkat dengan jenis gerakan dasar mekanik eksekutif yang sama, yang jarang dilengkapi dengan fungsi teknis tambahan. Atas dasar ini, penggerak elektromagnetik dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

• Rotari. Dalam proses menerapkan arus, elemen daya diaktifkan, yang membuat belokan. Mekanisme tersebut digunakan dalam katup bola dan sumbat, serta dalam sistem katup kupu-kupu.
• Dapat dibalik. Selain aksi utama, ia mampu memberikan perubahan arah elemen daya. Lebih umum di katup kontrol.
• Mendorong. Aktuator elektromagnetik ini melakukan tindakan mendorong, yang juga digunakan dalam distribusi danperiksa katup.

Dari sudut pandang solusi struktural, elemen daya dan inti mungkin merupakan bagian yang berbeda, yang meningkatkan keandalan dan daya tahan perangkat. Hal lain adalah bahwa prinsip optimasi memerlukan kombinasi beberapa tugas dalam fungsionalitas satu komponen teknis untuk menghemat ruang dan sumber daya energi.

Fitting elektromagnetik

Badan eksekutif drive dapat bekerja dalam konfigurasi yang berbeda, melakukan tindakan tertentu yang diperlukan untuk pengoperasian infrastruktur kerja tertentu. Namun bagaimanapun juga, fungsi inti atau elemen kekuatan saja tidak akan cukup untuk memberikan efek yang cukup dalam hal pemenuhan tugas akhir, dengan pengecualian yang jarang terjadi. Dalam kebanyakan kasus, tautan transisi juga diperlukan - semacam penerjemah energi mekanik yang dihasilkan dari mekanik yang digerakkan langsung ke perangkat target. Misalnya, dalam sistem penggerak semua roda, kopling elektromagnetik tidak hanya bertindak sebagai pemancar gaya, tetapi juga sebagai mesin yang menghubungkan dua bagian poros secara kaku. Mekanisme asinkron bahkan memiliki koil eksitasi sendiri dengan kutub yang diucapkan. Bagian utama dari kopling tersebut dibuat sesuai dengan prinsip belitan rotor motor listrik, yang memberikan elemen ini fungsi konverter dan penerjemah gaya.

Dalam sistem yang lebih sederhana dengan aksi langsung, tugas mentransmisikan gaya dilakukan oleh perangkat bantalan bola standar, unit putar dan distribusi. Spesifikeksekusi dan konfigurasi tindakan, serta interkoneksi dengan sistem drive, diimplementasikan dengan cara yang berbeda. Seringkali, skema individu untuk menghubungkan komponen satu sama lain dikembangkan. Dalam kopling penggerak elektromagnetik yang sama, seluruh infrastruktur diatur dengan poros logam, cincin slip, kolektor, dan batang tembaganya sendiri. Dan ini belum termasuk susunan paralel saluran elektromagnetik dengan potongan kutub dan kontur arah garis medan magnet.

Drive parameter operasi

Desain yang sama dengan skema operasi tipikal mungkin memerlukan koneksi dengan kapasitas yang berbeda. Juga, model khas sistem penggerak berbeda dalam beban daya, jenis arus, tegangan, dll. Aktuator katup solenoid paling sederhana beroperasi pada 220 V, tetapi mungkin juga ada model dengan desain serupa, tetapi membutuhkan koneksi ke jaringan industri tiga fase pada 380 V. Persyaratan catu daya ditentukan oleh ukuran perangkat dan karakteristik perangkat. inti. Jumlah putaran motor, misalnya, secara langsung menentukan jumlah daya yang dikonsumsi, dan dengannya sifat insulasi, belitan, dan parameter resistansi. Secara konkret berbicara tentang infrastruktur kelistrikan industri, proyek integrasi hard-duty drive harus mempertimbangkan gaya traksi, karakteristik loop grounding, diagram implementasi perangkat perlindungan sirkuit, dll.

Sistem penggerak modular

Paling umumfaktor bentuk struktural untuk produksi mekanisme penggerak berdasarkan prinsip operasi elektromagnetik adalah blok (atau agregat). Ini adalah perangkat independen dan agak terisolasi yang dipasang di badan mekanisme target atau juga unit penggerak terpisah. Perbedaan mendasar antara sistem tersebut terletak pada kenyataan bahwa permukaannya tidak bersentuhan dengan rongga tautan daya transisi dan, terlebih lagi, elemen kerja badan eksekutif dari peralatan target. Setidaknya, kontak semacam itu tidak memerlukan penerapan tindakan apa pun untuk melindungi kedua struktur. Jenis blok drive elektromagnetik digunakan dalam kasus di mana unit fungsional perlu diisolasi dari pengaruh negatif lingkungan kerja - misalnya, dari risiko kerusakan korosi atau paparan suhu. Untuk memberikan ikatan mekanis, digunakan armature berinsulasi yang sama seperti batang.

Fitur drive terintegrasi

Semacam penggerak daya elektromagnetik yang bertindak sebagai bagian integral dari sistem kerja, membentuk infrastruktur komunikasi tunggal dengannya. Sebagai aturan, perangkat tersebut memiliki dimensi yang ringkas dan bobot yang rendah, yang memungkinkannya untuk diintegrasikan ke dalam berbagai struktur teknik tanpa dampak signifikan pada karakteristik fungsional dan ergonomisnya. Di sisi lain, pengoptimalan ukuran dan kebutuhan untuk memperluas kemungkinan pengikatan (koneksi langsung ke peralatan) membatasi pencipta dalam menyediakantingkat perlindungan yang tinggi dari mekanisme tersebut. Oleh karena itu, solusi isolasi ramah anggaran yang khas sedang dipikirkan, seperti memisahkan tabung kedap udara, yang membantu melindungi elemen sensitif dari efek agresif lingkungan kerja. Pengecualian termasuk katup vakum dengan penggerak elektromagnetik dalam wadah logam, yang disambungkan dengan alat kelengkapan yang terbuat dari plastik berkekuatan tinggi. Tetapi ini adalah model yang diperbesar khusus yang memiliki perlindungan komprehensif terhadap faktor toksik, termal, dan mekanis.

Area aplikasi perangkat

Dengan bantuan drive ini, tugas dukungan mekanis daya dari berbagai level diselesaikan. Dalam sistem yang paling kritis dan kompleks, fitting tanpa kelenjar digunakan untuk mengontrol perangkat elektromagnetik, yang meningkatkan tingkat keandalan dan kinerja peralatan. Dalam kombinasi ini, unit digunakan dalam jaringan pipa transportasi dan komunikasi, dalam pemeliharaan fasilitas penyimpanan dengan produk minyak bumi, di industri kimia, di stasiun pemrosesan dan pabrik di berbagai industri. Jika kita berbicara tentang perangkat sederhana, maka di lingkungan domestik, penggerak kipas elektromagnetik untuk sistem suplai dan pembuangan adalah hal biasa. Mekanisme format kecil juga menemukan tempatnya di perlengkapan pipa, pompa, kompresor, dll.

Kesimpulan

Asalkan struktur mekanisme penggerak dirancang dengan benar, berdasarkan elemen elektromagnetik, Anda bisa mendapatkan keuntungan yang cukup besarsumber kekuatan mekanik. Dalam versi terbaik, perangkat tersebut dibedakan oleh sumber daya teknis yang tinggi, operasi yang stabil, konsumsi daya minimal dan fleksibilitas dalam hal kombinasi dengan berbagai aktuator. Adapun kelemahan karakteristik, mereka memanifestasikan diri dalam kekebalan kebisingan rendah, yang terutama diucapkan dalam pengoperasian drive elektromagnetik pemutus sirkuit pada saluran listrik tegangan tinggi dengan tegangan 10 kV. Sistem seperti itu, menurut definisi, membutuhkan perlindungan khusus terhadap interferensi elektromagnetik. Juga, karena kerumitan teknis dan struktural akibat penggunaan mekanisme tuas berengsel dengan pendorong dan kait penahan di sakelar, sambungan tambahan perangkat listrik pelindung diperlukan untuk menghilangkan risiko korsleting di sirkuit.