Unitat electromagnètica: tipus, finalitat, principi de funcionament

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

En l'aplicació de mecanismes d'accionament compactes, productius i funcionals avui en dia, gairebé tots els àmbits de l'activitat humana, des de la indústria pesant fins al transport i les llars estan interessats. Aquest és també el motiu de la millora constant dels conceptes tradicionals de les unitats de potència, que, tot i que estan millorant, no canvien el dispositiu fonamental. Els sistemes bàsics més populars d'aquest tipus inclouen un accionament electromagnètic, el mecanisme de funcionament del qual s'utilitza tant en equips de gran format com en petits dispositius tècnics.

Tasca de Drive

En gairebé totes les aplicacions objectiu, aquest mecanisme actua com a òrgan executiu del sistema. Una altra cosa és que la naturalesa de la funció desenvolupada i el grau de la seva responsabilitat en el marc del procés global de treball puguin canviar. Per exemple,a les vàlvules de tancament, aquest accionament és responsable de la posició actual de la vàlvula. En particular, pel seu esforç, la superposició assumeix la posició d'un estat normalment tancat o obert. Aquests dispositius s'utilitzen en diversos sistemes de comunicació, que determina tant el principi de funcionament com les característiques de protecció del dispositiu. En particular, l'accionament electromagnètic d'escapament de fum s'inclou a la infraestructura del sistema de seguretat contra incendis, acoblant estructuralment amb els conductes de ventilació. La carcassa de la unitat i les seves parts crítiques de treball han de ser resistents a altes temperatures i contactes nocius amb gasos tèrmicament perillosos. Pel que fa a l'ordre a executar, l'automatització acostuma a funcionar quan es detecten signes de fum. En aquest cas, l'accionament és un mitjà tècnic per regular el flux de fum i la combustió.

Una configuració més complexa per a l'ús d'actuadors electromagnètics té lloc a les vàlvules de múltiples vies. Es tracta d'una mena de sistemes col·lectors o de distribució, la complexitat dels quals rau en el control simultani de grups sencers d'unitats funcionals. En aquests sistemes, s'utilitza un actuador de vàlvula electromagnètica amb la funció de canviar els fluxos a través dels broquets. El motiu del tancament o obertura del canal pot ser determinats valors del medi de treball (pressió, temperatura), intensitat del cabal, configuració del programa per al temps, etc.

Disseny i components

L'element de treball central de l'accionament és el bloc de solenoides, que està format per una bobina buida inucli magnètic. Les connexions electromagnètiques de comunicació d'aquest component amb altres parts es proporcionen mitjançant petits accessoris interns amb vàlvules d'impuls de control. En estat normal, el nucli està sostingut per una molla amb una tija que descansa sobre la cadira. A més, un dispositiu d'accionament electromagnètic típic preveu la presència d'un anomenat subestudi manual de la part de treball, que assumeix les funcions del mecanisme en moments de canvis sobtats o d'absència total de tensió. Es poden proporcionar funcionalitats addicionals, proporcionades per mitjà de senyalització, elements auxiliars de bloqueig i fixadors de la posició del nucli. Però com que un dels avantatges d'aquest tipus de unitats és la seva petita mida, per tal d'optimitzar-les, els desenvolupadors intenten evitar una saturació excessiva del disseny amb dispositius secundaris.

El principi de funcionament del mecanisme

Tant en dispositius de potència magnètica com electromagnètica, el paper del medi actiu el realitza el flux magnètic. Per a la seva formació, s'utilitza un imant permanent o un dispositiu similar amb la possibilitat d'una connexió puntual o desconnexió de la seva activitat canviant el senyal elèctric. L'òrgan executiu comença a funcionar des del moment en què s'aplica la tensió, quan el corrent comença a fluir pels circuits del solenoide. Al seu torn, el nucli, a mesura que augmenta l'activitat del camp magnètic, comença el seu moviment en relació a la cavitat de l'inductor. De fet, el principi de funcionament de l'accionament electromagnètic només es redueix a la conversió d'energia elèctrica enmecànica mitjançant un camp magnètic. I tan bon punt cau la tensió, entren en joc les forces de la molla elàstica, que torna el nucli al seu lloc i l'armadura d'accionament pren la seva posició normal original. A més, per regular les etapes individuals de transmissió de força en accionaments multietapa complexos, es poden activar addicionalment accionaments pneumàtics o hidràulics. En particular, fan possible la generació primària d'electricitat a partir de fonts d'energia alternatives (aigua, vent, sol), la qual cosa redueix el cost del flux de treball dels equips.

Acció de l'actuador electromagnètic

El patró de moviment del nucli d'accionament i la seva capacitat de funcionar com a unitat de potència de sortida determinen les característiques de les accions que pot realitzar el mecanisme. Cal assenyalar de seguida que en la majoria dels casos es tracta d'aparells amb el mateix tipus de moviments elementals de la mecànica executiva, que poques vegades es complementen amb funcions tècniques auxiliars. Sobre aquesta base, la unitat electromagnètica es divideix en els següents tipus:

• Rotatori. En el procés d'aplicació de corrent, s'activa un element de potència, que fa un gir. Aquests mecanismes s'utilitzen en vàlvules de bola i taps, així com en sistemes de vàlvules de papallona.
• Reversible. A més de l'acció principal, és capaç de proporcionar un canvi en la direcció de l'element de potència. Més comú a les vàlvules de control.
• Empenta. Aquest actuador electromagnètic realitza una acció d'empenta, que també s'utilitza en distribució ivàlvules de retenció.

Des del punt de vista de la solució estructural, l'element de potència i el nucli poden ser peces diferents, la qual cosa augmenta la fiabilitat i la durabilitat del dispositiu. Una altra cosa és que el principi d'optimització requereix la combinació de diverses tasques dins de la funcionalitat d'un component tècnic per tal d'estalviar espai i recursos energètics.

Accesos electromagnètics

Els òrgans executius de la unitat poden treballar en diferents configuracions, realitzant determinades accions necessàries per al funcionament d'una determinada infraestructura de treball. Però en qualsevol cas, la funció del nucli o de l'element de força per si sol no serà suficient per proporcionar un efecte suficient pel que fa al compliment de la tasca final, amb rares excepcions. En la majoria dels casos, també es requereix un enllaç de transició: una mena de traductor de l'energia mecànica generada des de la mecànica impulsada directament al dispositiu objectiu. Per exemple, en un sistema de tracció total, un embragatge electromagnètic actua no només com a transmissor de força, sinó com a motor que connecta rígidament les dues parts de l'eix. Els mecanismes asíncrons fins i tot tenen la seva pròpia bobina d'excitació amb pols pronunciats. La part principal d'aquests acoblaments es fa d'acord amb els principis de l'enrotllament del rotor d'un motor elèctric, que atorga a aquest element les funcions de convertidor i traductor de forces.

En sistemes més senzills amb acció directa, la tasca de transmissió de la força es realitza mitjançant dispositius estàndard de coixinets de boles, unitats giratòries i distribuïdores. Específicl'execució i configuració de l'acció, així com la interconnexió amb el sistema d'accionament, s'implementa de diferents maneres. Sovint, es desenvolupen esquemes individuals per connectar components entre ells. En el mateix embragatge d'accionament electromagnètic s'organitza tota una infraestructura amb el seu propi eix metàl·lic, anelles de deslizament, col·lectors i barres de coure. I això sense comptar la disposició paral·lela dels canals electromagnètics amb peces polars i contorns de la direcció de les línies del camp magnètic.

Paràmetres de funcionament de la unitat

El mateix disseny amb un esquema de funcionament típic pot requerir la connexió de diferents capacitats. A més, els models típics de sistemes d'accionament difereixen en la càrrega de potència, el tipus de corrent, la tensió, etc. L'actuador de la vàlvula de solenoide més senzill funciona a 220 V, però també hi pot haver models amb un disseny similar, però que requereixen connexió a xarxes industrials trifàsiques a 380 V. Els requisits d'alimentació estan determinats per la mida del dispositiu i les característiques del dispositiu. nucli. El nombre de revolucions del motor, per exemple, determina directament la quantitat d'energia consumida i, amb això, les propietats d'aïllament, els bobinatges i els paràmetres de resistència. Parlant concretament de la infraestructura elèctrica industrial, el projecte d'integració de la unitat de treball pesat hauria de tenir en compte la força de tracció, les característiques del bucle de connexió a terra, el diagrama d'implementació del dispositiu de protecció del circuit, etc.

Sistemes d'accionament modulars

Més comúel factor de forma estructural per a la producció de mecanismes d'accionament basats en el principi de funcionament electromagnètic és bloc (o agregat). Es tracta d'un dispositiu independent i una mica aïllat que es munta al cos del mecanisme objectiu o també una unitat d'accionament independent. La diferència fonamental entre aquests sistemes rau en el fet que les seves superfícies no entren en contacte amb les cavitats dels enllaços de potència de transició i, a més, amb els elements de treball dels òrgans executius de l'equip objectiu. Com a mínim, aquests contactes no requereixen l'adopció de cap mesura per protegir ambdues estructures. El tipus de bloc d'un accionament electromagnètic s'utilitza en els casos en què les unitats funcionals s'han d'aïllar de la influència negativa de l'entorn de treball, per exemple, dels riscos de danys per corrosió o exposició a la temperatura. Per proporcionar una unió mecànica, s'utilitza la mateixa armadura aïllada com una tija.

Funcions de la unitat integrada

Una mena d'accionaments electromagnètics que actuen com a part integral del sistema de treball, formant amb ell una única infraestructura de comunicació. Com a regla general, aquests dispositius tenen unes dimensions compactes i un pes baix, cosa que els permet integrar-se en una varietat d'estructures d'enginyeria sense un impacte significatiu en les seves característiques funcionals i ergonòmices. D' altra banda, l'optimització del dimensionament i la necessitat d'ampliar les possibilitats de lligament (connexió directa a l'equip) limita els creadors a oferir alt grau de protecció d'aquests mecanismes. Per tant, s'estan pensant solucions típiques d'aïllament econòmics, com ara la separació de tubs hermètics, que ajuden a protegir els elements sensibles dels efectes agressius de l'entorn de treball. Les excepcions inclouen les vàlvules de buit amb un accionament electromagnètic en una caixa metàl·lica, a les quals es connecten accessoris de plàstic d' alta resistència. Però aquests ja són models ampliats especialitzats que tenen una protecció integral contra factors tòxics, tèrmics i mecànics.

Àrees d'aplicació del dispositiu

Amb l'ajuda d'aquesta unitat, es resolen les tasques de suport mecànic de potència de diversos nivells. En els sistemes més crítics i complexos, s'utilitzen accessoris sense glàndula per controlar dispositius electromagnètics, la qual cosa augmenta el grau de fiabilitat i rendiment dels equips. En aquesta combinació, les unitats s'utilitzen en xarxes de canonades de transport i comunicacions, en el manteniment d'instal·lacions d'emmagatzematge de productes petroliers, en la indústria química, en estacions de processament i plantes de diverses indústries. Si parlem de dispositius senzills, a l'àmbit domèstic, és habitual un accionament electromagnètic del ventilador per a sistemes de subministrament i escapament. Els mecanismes de petit format també troben el seu lloc en accessoris de fontaneria, bombes, compressors, etc.

Conclusió

Sempre que l'estructura del mecanisme d'accionament estigui dissenyada correctament, sobre la base d'elements electromagnètics, podeu obtenir un rendiment bastant rendiblefont de força mecànica. En les millors versions, aquests dispositius es distingeixen per un alt recurs tècnic, un funcionament estable, un consum d'energia mínim i una flexibilitat en termes de combinació amb diversos actuadors. Pel que fa a les debilitats característiques, es manifesten en una immunitat de baix soroll, que es manifesta especialment en el funcionament de l'accionament electromagnètic de l'interruptor en línies elèctriques d' alta tensió amb una tensió de 10 kV. Aquests sistemes, per definició, necessiten una protecció especial contra les interferències electromagnètiques. A més, a causa de la complexitat tècnica i estructural deguda a l'ús d'un mecanisme de palanca articulada amb un polsador i un pestell de retenció a l'interruptor, es requereix una connexió addicional de dispositius elèctrics de protecció per eliminar els riscos de curtcircuits als circuits.