Elektromıknatıslar ve uygulamaları

Bir elektromıknatıs, elektrik akımı ile akıtılan bir bobin kullanarak bir manyetik alan oluşturur. Bu alanı yükseltmek ve manyetik akıyı belirli bir yol boyunca yönlendirmek için çoğu elektromıknatıs, yumuşak manyetik çelikten yapılmış bir manyetik devreye sahiptir.

Elektromıknatısların uygulanması

Elektromıknatıslar o kadar yaygınlaştı ki, şu ya da bu şekilde kullanıldıkları bir teknoloji alanını adlandırmak zor. Birçok ev aletinde bulunurlar - elektrikli tıraş makineleri, teypler, televizyonlar, vb. İletişim teknolojisi cihazları - telefon, telgraf ve radyo - kullanılmadan düşünülemez.

Elektromıknatıslar, elektrikli makinelerin, birçok endüstriyel otomasyon cihazının, çeşitli elektrik tesisatları için kontrol ve koruma ekipmanlarının ayrılmaz bir parçasıdır. Elektromıknatısların gelişmekte olan bir uygulama alanı tıbbi ekipmandır. Son olarak, senkrofazotronlardaki temel parçacıkları hızlandırmak için dev elektromıknatıslar kullanılır.

Elektromıknatısların ağırlığı bir gramın kesirlerinden yüzlerce tona kadar değişir ve çalışmaları sırasında tüketilen elektrik enerjisi milivattan on binlerce kilovata kadar değişir.

Elektromıknatısların özel bir uygulama alanı elektromanyetik mekanizmalardır. Bunlarda, elektromıknatıslar, çalışma elemanını sınırlı bir açıyla döndürmek veya bir tutma kuvveti oluşturmak için gerekli öteleme hareketini gerçekleştirmek için bir sürücü olarak kullanılır.

Bu tür elektromıknatısların bir örneği, belirli çalışan gövdeleri hareket ettirirken belirli işleri gerçekleştirmek için tasarlanmış çekiş elektromıknatıslarıdır; elektromanyetik kilitler; elektromanyetik kavramalar ve frenler ve fren solenoidleri; röleler, kontaktörler, marş motorları, devre kesicilerdeki kontak cihazlarını çalıştıran elektromıknatıslar; kaldırma elektromıknatısları, titreşimli elektromıknatıslar vb.

Bazı cihazlarda, elektromıknatıslarla birlikte veya onların yerine kalıcı mıknatıslar kullanılır (örneğin, metal kesme makinelerinin manyetik plakaları, frenler, manyetik kilitler vb.).

Elektromıknatısların sınıflandırılması

Elektromıknatıslar, özellikleri ve parametreleri bakımından farklılık gösteren tasarım açısından çok çeşitlidir, bu nedenle sınıflandırma, çalışmaları sırasında meydana gelen süreçlerin incelenmesini kolaylaştırır.

Manyetik akı oluşturma yöntemine ve etki eden mıknatıslama kuvvetinin doğasına bağlı olarak, elektromıknatıslar üç gruba ayrılır: doğru akımlı nötr elektromıknatıslar, doğru akımlı polarize elektromıknatıslar ve alternatif akımlı elektromıknatıslar.

nötr elektromıknatıslar

Nötr DC elektromıknatıslarda, kalıcı bir bobin aracılığıyla çalışan bir manyetik akı oluşturulur.Elektromıknatısın hareketi yalnızca bu akının büyüklüğüne bağlıdır ve yönüne ve dolayısıyla elektromıknatısın bobinindeki akımın yönüne bağlı değildir. Akım olmadığında, armatüre etki eden manyetik akı ve çekim kuvveti pratik olarak sıfırdır.

polarize elektromıknatıslar

Polarize DC elektromıknatıslar, iki bağımsız manyetik akının varlığı ile karakterize edilir: (polarizasyon ve çalışma. Çoğu durumda polarize edici manyetik akı, kalıcı mıknatısların yardımıyla oluşturulur. Bazen elektromıknatıslar bu amaç için kullanılır. Çalışma akısı, eylem altında oluşur. çalışma veya kontrol bobininin mıknatıslama kuvvetinin.İçlerinde akım yoksa, polarize edici manyetik akı tarafından oluşturulan çekici kuvvet armatür üzerine etki eder.Polarize bir elektromıknatısın hareketi, bobinin hem büyüklüğüne hem de yönüne bağlıdır. çalışma akısı, yani çalışma bobinindeki akımın yönü.

AC elektromıknatıslar

Alternatif akım elektromıknatıslarında, bobine alternatif bir akım kaynağı tarafından enerji verilir. Alternatif akımın içinden geçtiği bobin tarafından oluşturulan manyetik akı, büyüklük ve yönde (alternatif manyetik akı) periyodik olarak değişir, bunun sonucunda elektromanyetik çekim kuvveti, besleme frekansının iki katı bir frekansla sıfırdan maksimuma darbeler akım.

Bununla birlikte, çekiş elektromıknatısları için, elektromanyetik kuvveti belirli bir seviyenin altına düşürmek, armatür titreşimlerine ve bazı durumlarda normal çalışmanın doğrudan bozulmasına yol açtığı için kabul edilemez.Bu nedenle, alternatif bir manyetik akı ile çalışan çekme elektromıknatıslarında, kuvvet dalgalanmasının derinliğini azaltmak için önlemlere başvurmak gerekir (örneğin, elektromıknatıs kutbunun bir kısmını kaplayan bir koruyucu bobin kullanmak).

Listelenen çeşitlere ek olarak, güç açısından alternatif akım elektromıknatıslarına atfedilebilecek ve özellikleri açısından doğru akım elektromıknatıslarına yakın olan akım düzeltme elektromıknatısları şu anda yaygındır. Çünkü çalışmalarının hala belirli bazı özellikleri var.

Sargının açılma şekline bağlı olarak, seri ve paralel sargılı elektromıknatıslar arasında bir ayrım yapılır.

Belirli bir akımda çalışan seri sargılar, büyük bir kesitte az sayıda sarımla yapılır. Böyle bir bobinden geçen akım pratik olarak parametrelerine bağlı değildir, ancak bobine seri bağlı tüketicilerin özelliklerine göre belirlenir.

Belirli bir voltajda çalışan paralel sargılar, kural olarak, çok fazla sarıma sahiptir ve küçük bir kesite sahip telden yapılmıştır.

Bobinin doğası gereği, elektromıknatıslar uzun, periyodik ve kısa süreli modlarda çalışanlara ayrılır.

Hareket hızı açısından, elektromıknatıslar normal hareket hızında, hızlı hareket eden ve yavaş hareket eden olabilir. Bu ayrım biraz keyfidir ve temel olarak gerekli hareket hızına ulaşmak için özel önlemlerin alınıp alınmadığını gösterir.

Yukarıdaki özelliklerin tümü, elektromıknatısların tasarım özelliklerine damgasını vurur.

Kaldırma elektromıknatısları

elektromanyetik cihaz

Aynı zamanda pratikte karşılaşılan tüm elektromıknatıs çeşitleri ile aynı amaca yönelik ana parçalardan oluşurlar. Üzerinde mıknatıslama bobini bulunan bir bobin (birkaç bobin ve birkaç bobin olabilir), ferromanyetik malzemeden yapılmış bir manyetik devrenin sabit bir parçası (boyunduruk ve çekirdek) ve bir manyetik devrenin hareketli bir parçası (armatür) içerir. Bazı durumlarda, manyetik devrenin sabit kısmı birkaç parçadan (taban, mahfaza, flanşlar vb.) oluşur. A)

Armatür, manyetik devrenin geri kalanından hava boşluklarıyla ayrılır ve elektromanyetik kuvveti algılayarak onu çalıştırılan mekanizmanın karşılık gelen parçalarına aktaran elektromıknatısın bir parçasıdır.

Manyetik devrenin hareketli kısmını sabit devreden ayıran hava boşluklarının sayısı ve şekli elektromıknatısın tasarımına bağlıdır.Yararlı bir kuvvetin meydana geldiği hava boşluklarına işçi denir; ankrajın olası hareketi yönünde hiçbir kuvvetin olmadığı hava boşlukları asalaktır.

Çalışma havası aralığını sınırlayan manyetik devrenin hareketli veya sabit kısmının yüzeylerine kutup denir.

Armatürün elektromıknatısın geri kalanına göre konumuna bağlı olarak, harici çekici armatür elektromıknatısları, geri çekilebilir armatür elektromıknatısları ve harici enine hareket eden armatür elektromıknatısları arasında bir ayrım yapılır.

Bir dış çekici armatüre sahip elektromıknatısların karakteristik bir özelliği, armatürün bobine göre dış konumudur. Bu, esas olarak armatürden çekirdeğin uç tarafına geçen iş akışından etkilenir.Armatürün hareketi dönel (örneğin bir valf solenoidi) veya öteleme olabilir. Bu tür elektromıknatıslardaki kaçak akımlar (çalışma aralığına ek olarak kapanma) pratik olarak çekme kuvvetleri oluşturmaz ve bu nedenle azalma eğilimindedir. Bu grubun elektromıknatısları oldukça büyük bir kuvvet geliştirebilir, ancak genellikle nispeten küçük armatür darbeleriyle kullanılır.

Geri çekilebilir armatür elektromıknatıslarının ayırt edici bir özelliği, armatürün bobin içindeki ilk konumuna kısmen yerleştirilmesi ve çalışma sırasında bobin içinde daha fazla hareket etmesidir. Bu tür elektromıknatıslardan, özellikle büyük hava boşluklarında meydana gelen sızıntı akıları, belirli bir çekme kuvveti oluşturur ve bunun sonucunda, özellikle nispeten büyük armatür darbeleri için faydalıdırlar. Bu tür elektromıknatıslar stoplu veya stopsuz yapılabilir ve çalışma aralığını oluşturan yüzeylerin şekli, hangi çekme karakteristiğinin elde edileceğine bağlı olarak farklı olabilir.

En yaygın olanları, düz ve kesik konik kutuplu elektromıknatısların yanı sıra sınırlayıcısız elektromıknatıslardır. Armatür için bir kılavuz olarak, çoğunlukla armatür ile manyetik devrenin üst, sabit kısmı arasında parazitik bir boşluk oluşturan, manyetik olmayan malzemeden bir tüp kullanılır.

Geri çekilebilir armatür solenoidleri, kuvvetler geliştirebilir ve çok geniş bir aralıkta değişen armatür vuruşlarına sahip olabilir, bu da onları yaygın olarak kullanır.

Harici enine hareket eden bir armatür armatürüne sahip V elektromıknatıslar, belirli bir sınırlı açı boyunca dönerek manyetik kuvvet çizgileri boyunca hareket eder.Bu tür elektromıknatıslar genellikle nispeten küçük kuvvetler geliştirir, ancak kutup ve armatür şekillerinin uygun şekilde eşleştirilmesiyle, çekme karakteristiğinde değişiklikler ve yüksek bir geri dönüş katsayısı elde edilmesine izin verir.

Listelenen üç elektromıknatıs grubunun her birinde, hem bobinden geçen akımın doğasıyla hem de elektromıknatısların belirtilen özelliklerini ve parametrelerini sağlama ihtiyacıyla ilgili bir dizi tasarım çeşidi vardır.

Ayrıca okuyun: Manyetik alan, solenoidler ve elektromıknatıslar hakkında