Sähkömagneettinen käyttö: tyypit, tarkoitus, toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Kompaktien, tuottavien ja toimivien käyttömekanismien soveltamisessa kiinnostavat nykyään lähes kaikki ihmisen toiminnan osa-alueet raskaasta teollisuudesta liikenteeseen ja kotitalouksiin. Tämä on myös syynä perinteisten voimayksikkökonseptien jatkuvaan parantamiseen, jotka, vaikka ne paranevat, eivät muuta peruslaitetta. Suosituimpia tämän tyyppisiä perusjärjestelmiä ovat sähkömagneettinen käyttö, jonka toimintamekanismia käytetään sekä suurikokoisissa laitteissa että pienissä teknisissä laitteissa.

Ajotehtävä

Melkeissä kaikissa kohdesovelluksissa tämä mekanismi toimii järjestelmän toimeenpanoelimenä. Toinen asia on, että suoritettavan toiminnon luonne ja sen vastuun aste kokonaistyöprosessin puitteissa voi muuttua. Esimerkiksi,sulkuventtiileissä tämä käyttö on vastuussa venttiilin nykyisestä asennosta. Erityisesti ponnistelunsa ansiosta limitys saa normaalisti suljetun tai avoimen tilan. Tällaisia laitteita käytetään erilaisissa viestintäjärjestelmissä, mikä määrää sekä toimintaperiaatteen että laitteen suojaominaisuudet. Erityisesti sähkömagneettinen savunpoistokäyttö sisältyy paloturvallisuusjärjestelmän infrastruktuuriin, joka on rakenteellisesti kiinnitetty ilmanvaihtokanaviin. Taajuusmuuttajan kotelon ja sen kriittisten työosien on kestettävä korkeita lämpötiloja ja haitallisia kosketuksia termisesti vaarallisten kaasujen kanssa. Mitä tulee suoritettavaan komentoon, automaatio toimii yleensä silloin, kun havaitaan savun merkkejä. Taajuusmuuttaja on tässä tapauksessa tekninen keino säädellä savun virtausta ja palamista.

Monitieventtiileissä tehdään monimutkaisempi konfiguraatio sähkömagneettisten toimilaitteiden käytölle. Nämä ovat eräänlaisia keräily- tai jakelujärjestelmiä, joiden monimutkaisuus piilee kokonaisten toiminnallisten yksiköiden ryhmien samanaikaisessa ohjauksessa. Tällaisissa järjestelmissä käytetään sähkömagneettista venttiilin toimilaitetta, jonka tehtävänä on kytkeä virtauksia suuttimien läpi. Syynä kanavan sulkemiseen tai avaamiseen voivat olla tietyt työväliaineen arvot (paine, lämpötila), virtauksen intensiteetti, ohjelma-asetukset jne.

Suunnittelu ja komponentit

Taajuusmuuttajan keskeinen työelementti on solenoidilohko, joka muodostuu ontosta kelasta jamagneettinen ydin. Tämän komponentin sähkömagneettiset tiedonsiirtoyhteydet muihin osiin on aikaansaatu pienillä sisäisillä liittimillä ohjausimpulssiventtiileillä. Normaalitilassa ydin on tuettu jousella, jonka varsi lepää satulassa. Lisäksi tyypillinen sähkömagneettinen käyttölaite mahdollistaa työosan ns. manuaalisen alitutkimuksen, joka ottaa h altuunsa mekanismin toiminnot äkillisten muutosten tai jännitteen täydellisen puuttumisen hetkissä. Lisätoiminnallisuutta voidaan tarjota signaloinnin, apulukituselementtien ja sydämen asennon kiinnittimien avulla. Mutta koska yksi tämäntyyppisten asemien eduista on niiden pieni koko, kehittäjät yrittävät optimointiakseen välttää suunnittelun liiallista kyllästymistä toissijaisilla laitteilla.

Mekanismin toimintaperiaate

Sekä magneettisissa että sähkömagneettisissa teholaitteissa aktiivisen väliaineen roolia suorittaa magneettivuo. Sen muodostamiseen käytetään joko kestomagneettia tai vastaavaa laitetta, jossa on mahdollisuus kytkeä tai katkaista sen toiminta muuttamalla sähköistä signaalia. Toimeenpaneva elin alkaa toimia jännitteen kytkemisestä, kun virta alkaa kulkea solenoidin piirien läpi. Ydin vuorostaan aloittaa liikkeensä magneettikentän aktiivisuuden kasvaessa suhteessa induktorin onteloon. Itse asiassa sähkömagneettisen käyttölaitteen toimintaperiaate rajoittuu vain sähköenergian muuntamiseenmekaanisesti magneettikentän avulla. Ja heti kun jännite putoaa, elastisen jousen voimat tulevat voimaan, mikä palauttaa sydämen paikoilleen ja käyttöankkuri ottaa alkuperäisen normaaliasennon. Myös voimansiirron yksittäisten vaiheiden säätelemiseksi monimutkaisissa monivaiheisissa käytöissä voidaan lisäksi kytkeä päälle pneumaattiset tai hydrauliset käyttölaitteet. Erityisesti ne mahdollistavat sähkön primäärituotannon vaihtoehtoisista energialähteistä (vesi, tuuli, aurinko), mikä vähentää laitteiden työnkulun kustannuksia.

Sähkömagneettinen toimilaitteen toiminta

Voittimen ytimen liikekuvio ja sen kyky toimia lähtövoimayksikkönä määräävät mekanismin suorittamien toimien ominaisuudet. On heti huomattava, että useimmissa tapauksissa nämä ovat laitteita, joissa on samantyyppiset toimeenpanomekaniikan perusliikkeet, joita harvoin täydennetään teknisillä aputoiminnoilla. Tämän perusteella sähkömagneettinen käyttö on jaettu seuraaviin tyyppeihin:

• Rotary. Virran syöttöprosessissa aktivoituu tehoelementti, joka tekee käännöksen. Tällaisia mekanismeja käytetään pallo- ja tulppaventtiileissä sekä läppäventtiilijärjestelmissä.
• Käännettävä. Päätoiminnon lisäksi se pystyy tarjoamaan muutoksen voimaelementin suunnassa. Yleisempi ohjausventtiileissä.
• Työntää. Tämä sähkömagneettinen toimilaite suorittaa työntötoiminnon, jota käytetään myös jakelussa jatakaiskuventtiilit.

Rakenneratkaisun näkökulmasta tehoelementti ja ydin voivat hyvinkin olla eri osia, mikä lisää laitteen luotettavuutta ja kestävyyttä. Toinen asia on, että optimointiperiaate edellyttää useiden tehtävien yhdistämistä yhden teknisen komponentin toiminnallisuuden sisällä tilan ja energiaresurssien säästämiseksi.

Sähkömagneettiset liittimet

Taajuusmuuttajan toimeenpanoelimet voivat työskennellä eri kokoonpanoissa suorittaen tiettyjä toimintoja, joita tarvitaan tietyn toimivan infrastruktuurin toiminnan kann alta. Mutta joka tapauksessa ytimen tai lujuuselementin toiminta ei yksin riitä antamaan riittävää vaikutusta lopullisen tehtävän suorittamiseen, harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta. Useimmissa tapauksissa tarvitaan myös siirtymälinkki - eräänlainen syntyneen mekaanisen energian kääntäjä suoraan ohjatusta mekaniikasta kohdelaitteeseen. Esimerkiksi nelivetojärjestelmässä sähkömagneettinen kytkin ei toimi vain voimanlähettimenä, vaan moottorina, joka yhdistää jäykästi akselin kaksi osaa. Asynkronisissa mekanismeissa on jopa oma herätekela, jossa on korostetut navat. Tällaisten kytkimien johtava osa on valmistettu sähkömoottorin roottorikäämityksen periaatteiden mukaan, mikä antaa tälle elementille muuntimen ja voimanmuuntajan toiminnot.

Yksinkertaisemmissa järjestelmissä, joissa on suora vaikutus, voimansiirtotehtävä suoritetaan tavallisilla kuulalaakereilla, kääntö- ja jakeluyksiköillä. Erityinentoiminnon suorittaminen ja konfigurointi sekä yhteenliittäminen käyttöjärjestelmään on toteutettu eri tavoin. Usein kehitetään yksittäisiä järjestelmiä komponenttien liittämiseksi toisiinsa. Samaan sähkömagneettiseen käyttökytkimeen on järjestetty kokonainen infrastruktuuri omalla metalliakselillaan, liukurenkailla, keräilijöillä ja kuparitangoilla. Eikä tässä lasketa sähkömagneettisten kanavien rinnakkaista järjestelyä napakappaleiden ja magneettikenttälinjojen suunnan ääriviivojen kanssa.

Taajuusmuuttajan toimintaparametrit

Sama malli tyypillisen toimintamallin kanssa voi edellyttää eri kapasiteetin kytkemistä. Myös tyypilliset käyttöjärjestelmien mallit eroavat tehokuormasta, virran tyypistä, jännitteestä jne. Yksinkertaisin solenoidiventtiilitoimilaite toimii 220 V jännitteellä, mutta voi olla myös malleja, jotka ovat rakenteeltaan samanlaisia, mutta vaativat yhteyden kolmivaiheisiin teollisuusverkkoihin 380 V jännitteellä. Virransyöttövaatimukset määräytyvät laitteen koon ja laitteen ominaisuuksien mukaan. ydin. Esimerkiksi moottorin kierrosluku määrää suoraan kulutetun tehon ja sen mukana eristysominaisuudet, käämit ja vastusparametrit. Konkreettisesti puhuttaessa teollisuuden sähköinfrastruktuurista, raskaan käytön integrointiprojektissa tulisi ottaa huomioon vetovoima, maadoitussilmukan ominaisuudet, piirin suojauslaitteen toteutuskaavio jne.

Modulaariset käyttöjärjestelmät

Yleisinrakenteellinen muototekijä sähkömagneettiseen toimintaperiaatteeseen perustuvien käyttömekanismien valmistuksessa on lohko (tai aggregaatti). Tämä on itsenäinen ja jonkin verran eristetty laite, joka on asennettu kohdemekanismin runkoon tai myös erilliseen käyttöyksikköön. Perimmäinen ero tällaisten järjestelmien välillä on siinä, että niiden pinnat eivät joudu kosketuksiin siirtymätehoyhteyksien onteloiden ja lisäksi kohdelaitteiston toimeenpanoelinten työosien kanssa. Tällaiset yhteydenotot eivät ainakaan edellytä toimenpiteiden toteuttamista molempien rakenteiden suojelemiseksi. Sähkömagneettisen käyttölaitteen lohkotyyppiä käytetään tapauksissa, joissa toiminnalliset yksiköt on eristettävä työympäristön negatiivisilta vaikutuksilta - esimerkiksi korroosiovaurioiden tai lämpötila altistuksen riskeiltä. Mekaanisen sidoksen aikaansaamiseksi käytetään samaa eristettyä ankkuria, kuten vartta.

Integroidut aseman ominaisuudet

Eräänlainen sähkömagneettinen tehokäyttö, joka toimii kiinteänä osana toimivaa järjestelmää ja muodostaa sen kanssa yhden viestintäinfrastruktuurin. Tällaisilla laitteilla on yleensä kompaktit mitat ja pieni paino, mikä mahdollistaa niiden integroinnin erilaisiin teknisiin rakenteisiin ilman merkittävää vaikutusta niiden toiminnallisiin ja ergonomisiin ominaisuuksiin. Toisa alta koon optimointi ja tarve laajentaa sitomismahdollisuuksia (suora yhteys laitteistoon) rajoittaa tekijöiden tarjoamistatällaisten mekanismien korkea suoja. Siksi pohditaan tyypillisiä budjettiystävällisiä eristysratkaisuja, kuten hermeettisten putkien erottaminen, jotka auttavat suojaamaan herkkiä elementtejä työympäristön aggressiivisilta vaikutuksilta. Poikkeuksena ovat metallikotelossa olevat sähkömagneettisella käyttövoimalla varustetut tyhjiöventtiilit, joihin on liitetty lujasta muovista valmistetut liittimet. Mutta nämä ovat jo erikoistuneita suurennettuja malleja, joissa on kattava suoja myrkyllisiä, lämpö- ja mekaanisia tekijöitä vastaan.

Laitteen sovellusalueet

Tämän taajuusmuuttajan avulla ratkeavat eritasoiset tehomekaanisen tuen tehtävät. Kriittisimmissä ja monimutkaisimmissa järjestelmissä sähkömagneettisten laitteiden ohjaukseen käytetään tiivisteholkkeja, mikä lisää laitteiden luotettavuutta ja suorituskykyä. Tässä yhdistelmässä yksiköitä käytetään kuljetus- ja viestintäputkiverkoissa, öljytuotteiden varastojen kunnossapidossa, kemianteollisuudessa, jalostusasemilla ja eri teollisuudenaloilla. Jos puhumme yksinkertaisista laitteista, niin kotitalouksissa sähkömagneettinen tuulettimen käyttö syöttö- ja pakojärjestelmille on yleinen. Pienikokoiset mekanismit löytävät paikkansa myös putkistoissa, pumpuissa, kompressoreissa jne.

Johtopäätös

Edellyttäen, että käyttömekanismin rakenne on oikein suunniteltu, sähkömagneettisten elementtien perusteella voit saada melko kannattavaamekaanisen voiman lähde. Parhaissa versioissa tällaisille laitteille on ominaista korkea tekninen resurssi, vakaa toiminta, minimaalinen virrankulutus ja joustavuus yhdistettäessä eri toimilaitteiden kanssa. Mitä tulee ominaisiin heikkouksiin, ne ilmenevät alhaisessa kohinansietokyvyssä, mikä on erityisen voimakasta katkaisijan sähkömagneettisen käytön toiminnassa suurjännitelinjoilla, joiden jännite on 10 kV. Tällaiset järjestelmät tarvitsevat määritelmän mukaan erityistä suojausta sähkömagneettisia häiriöitä vastaan. Myös kytkimessä olevan työntimen ja pitosalvan käytön aiheuttaman teknisen ja rakenteellisen monimutkaisuuden vuoksi tarvitaan lisäsähköisten suojalaitteiden liittäminen oikosulkuriskien poistamiseksi piireissä.