TÄITURID - ELEKTROMAGNETILISED TÄITURID

Solenoidid (Solenoid)

Elektromagnet on magnetiliik, milles magnetväli tekitatakse elektrivoolu poolt. Voolu kadumisel kaob ka magnetväli. Briti elektriinsener William Sturgeon leiutas elektromagneti aastal 1825. Esimene elektromagnet oli hobuserauakujuline rauatükk, mille ümber oli mitu keerdu lõdvalt keritud mähis.

Kui mähist läbis elektrivool, elektromagnet magnetiseerus ning voolu lõppedes elektromagnet demagnetiseerus. Sturgeon demonstreeris selle jõudu, tõstes üles üheksa naela seitsme untsise rauatükiga, mille ümber olid mähitud traadid, millesse lasti üheelemendilise patarei vool (Joonis 3.1).

Kõige lihtsam elektromagneti tüüp on keerdu keritud traadijupp. Mähist, mis moodustab sirge toru kuju (sarnaselt korgitõmbajale), nimetatakse solenoidiks. Palju tugevama magnetvälja saab tekitada siis, kui mähise sisse asetatakse paramagnetilisest või ferromagnetilisest materjalist (tavaliselt pehmest rauast) „südamik“. Südamik kontsentreerib magnetvälja, mis võib seejärel olla palju tugevam kui mähise enese väli.

Joonis 3.1. Strugeoni solenoid

Solenoid on seade, kus muundatakse elektrienergia mehaaniliseks energiaks. Liikumise järgi võib solenoide liigitada lineaarliikumisega ja pöördliikumisega solenoidideks.

Solenoidid on tavaliselt integreeritud seadmed, mis täidavad klappide. klambrite, lülitite, riivide, lukkude ja pressseadmete funktsioone. Solenoide kasutatakse automaatikaseadmetes kus on vaja sooritada lühikese teekonnaga liikumist:

Lineaarselt 1 mm kuni 100mm
Pöördliikumised alla 95 °
Solenoidide kasutamise plussid:
Suur kiirus (lineaarliikumine 2 mm või pöördliikumine 45 ° alla 10 ms)
Suur töötsüklite arv üle 10 miljoni tsükli
Konstruktsiooni lihtsus
Lihtne valmistada vastavalt tellija soovidele

Solenoidide klassifikatsioon

Lineaarliikumisega solenoidid jagunevad:

Ühesuunalised lineaarliikumisega solenoidid (solenoidmähisest arendatav jõud mõjub ühes suunas, tagasi liikumine toimub mehaaniliselt, näiteks vedru abil).

Kahesuunalised lineaarliikumisega solenoidid (liikumine toimub kahes suunas, kasutatakse kahte erinevat mähist).

Bistabiilsed või lukustusfunktsiooniga.lineaarliikumisega solenoidid (liikumine saavutatakse elektrilise impulsi abil, liikumissuund määratakse polaarsusega ja lõpu positsioonid säilitatakse püsimagnetitega ühes otsas)

Lineaarliikumisega solenoidid

3.3.1. Ühesuunalised lineaarliikumisega solenoidid

Lineaarliikumisega solenoidil (Joonis 3.2) on kolm tähtsat tunnust: käigupikkus, jõud ja töötsükkel.

Käigupikkus on kaugus kuhu solenoidi südamik liigub.

Jõudu võib defineerida liikumise alguses liikumises, lõppedes või kogu liikumise jooksul. Jõud on alguses väiksem kui liikumise lõpus.

Töötsükkel on väljendatud protsendina (Näitab kui suure osa moodustab sisselülitamisaeg kogu tsükli ajast.)

Joonis 3.2. Ühesuunalised lineaarliikumisega solenoid [44]

3.3.2. Kahe suunalised lineaarliikumisega solenoidid

Kahe suunalised lineaarliikumisega solenoidid (Joonis 3.3)

Kahesuunalised lineaarliikumisega solenoidid puhul kasutatakse tavaliselt kahte erineva polaarsusega mähist.

Joonis 3.3. Kahe suunalised lineaarliikumisega solenoid [44]

3.3.3. Bistabiilsed solenoid

Bistabiilsel solenoidil on kaks stabiilset positsiooni, solenoidmähise konstruktsioonis on püsimagnetid, mis võimaldavad südamikul kindla positsiooni säilitada ka pärast elektriimpulssi. Perspektiivis on bistabiilsel solenoidil kaks stabiilset seisundit. Esiteks- kui solenoidile on elektriliselt rakendatud ja südamik on täielikult väljas ja teiseks - kui solenoid on ilma vooluta ning südamik fikseeritakse püsimagnetitega (Joonis 3.4)

Joonis 3.4. Bistabiilne lineaarliikumisega solenoid [44]

Pöördliikumisega solenoidid

Põhiliselt kasutatakse kahte tüüpi pöördliikumisega solenoide:

Ühesuunalise pöördliikumisega solenoidid (solenoidmähisest arendatav jõud on ühesuunaline ja tagastust toimub mehaaniliselt, kõige sagedamini vedruga).

Kahesuunalise pöördliikumisega solenoidid (kasutatakse kahte pooli, - kiirendust muudetakse keerdude arvuga)

Joonis 3.5. Pöördliikumisega solenoid [44]

Ühesuunalise pöördsolenoide maksimaalne pöördenurk on reeglina 95 ° ja kahesuunalise pöördsolenoidi pöördenurgad ei ületa 45 °. Automaatikas kasutatakse suhteliselt arva ka suurema pöördenurgaga pöördsolenoide.

Hoidesolenoidid ehk hoidemagnetid

Hoidesolenoidid ehk hoidemagnetid on ilma liikuva südamikuta elektromagnetid, mis omavad suurt hoidejõudu (alates 250 kg hoidejõuga magneteid kasutatakse uste sulgemiseks … üle 700 kg hoidejõuga magneteid kasutatakse turvalukkudes)

Joonis 3.6. Hoidesolenoid