Mga electromagnet at ang kanilang mga aplikasyon

Ang isang electromagnet ay lumilikha ng isang magnetic field gamit ang isang coil na na-stream na may electric current. Upang palakasin ang field na ito at idirekta ang magnetic flux sa isang partikular na landas, karamihan sa mga electromagnet ay may magnetic circuit na gawa sa banayad na magnetic steel.

Application ng electromagnets

Ang mga electromagnet ay naging napakalawak na mahirap pangalanan ang isang larangan ng teknolohiya kung saan ginagamit ang mga ito sa isang anyo o iba pa. Matatagpuan ang mga ito sa maraming gamit sa bahay — mga electric shaver, tape recorder, telebisyon, atbp. Ang mga kagamitan sa teknolohiya ng komunikasyon — telephony, telegraphy at radyo — ay hindi maiisip nang hindi ginagamit ang mga ito.

Ang mga electromagnet ay isang mahalagang bahagi ng mga de-koryenteng makina, maraming kagamitang pang-industriya na automation, kagamitan sa pagkontrol at proteksyon para sa iba't ibang mga instalasyong elektrikal. Ang isang umuunlad na larangan ng aplikasyon ng mga electromagnet ay kagamitang medikal. Sa wakas, ang mga higanteng electromagnet ay ginagamit upang mapabilis ang mga elementarya na particle sa synchrophasotrons.

Ang bigat ng mga electromagnet ay nag-iiba mula sa mga fraction ng isang gramo hanggang sa daan-daang tonelada, at ang elektrikal na enerhiya na natupok sa panahon ng kanilang operasyon ay nag-iiba mula sa milliwatts hanggang sampu-sampung libong kilowatts.

Ang isang espesyal na larangan ng aplikasyon ng mga electromagnet ay mga mekanismo ng electromagnetic. Sa kanila, ang mga electromagnet ay ginagamit bilang isang drive upang maisagawa ang kinakailangang paggalaw ng pagsasalin ng gumaganang elemento, alinman upang paikutin ito sa pamamagitan ng isang limitadong anggulo o upang lumikha ng isang may hawak na puwersa.

Ang isang halimbawa ng naturang mga electromagnet ay ang mga electromagnet ng traksyon, na idinisenyo upang magsagawa ng ilang trabaho kapag gumagalaw ang ilang mga gumaganang katawan; electromagnetic lock; electromagnetic clutches at preno at brake solenoids; mga electromagnet na nagpapaandar ng mga contact device sa mga relay, contactor, starter, circuit breaker; lifting electromagnets, vibrating electromagnets, atbp.

Sa isang bilang ng mga aparato, kasama ang mga electromagnet o sa halip ng mga ito, ang mga permanenteng magnet ay ginagamit (halimbawa, mga magnetic plate ng mga metal cutting machine, preno, magnetic lock, atbp.).

Pag-uuri ng mga electromagnet

Ang mga electromagnet ay napaka-magkakaibang sa disenyo, na naiiba sa kanilang mga katangian at mga parameter, samakatuwid ang pag-uuri ay nagpapadali sa pag-aaral ng mga proseso na nagaganap sa panahon ng kanilang operasyon.

Depende sa paraan ng paglikha ng magnetic flux at ang likas na katangian ng kumikilos na magnetizing force, ang mga electromagnet ay nahahati sa tatlong grupo: neutral electromagnets na may direktang kasalukuyang, polarized electromagnets na may direktang kasalukuyang at electromagnets na may alternating current.

Mga neutral na electromagnet

Sa neutral DC electromagnets, ang isang gumaganang magnetic flux ay nilikha sa pamamagitan ng isang permanenteng coil.Ang pagkilos ng electromagnet ay nakasalalay lamang sa magnitude ng flux na ito at hindi nakasalalay sa direksyon nito at samakatuwid ay sa direksyon ng kasalukuyang sa coil ng electromagnet. Sa kawalan ng kasalukuyang, ang magnetic flux at ang puwersa ng atraksyon na kumikilos sa armature ay halos zero.

Mga polarized na electromagnet

Ang polarized DC electromagnets ay nailalarawan sa pagkakaroon ng dalawang independiyenteng magnetic flux: (polarizing at gumagana. Ang polarizing magnetic flux sa karamihan ng mga kaso ay nilikha sa tulong ng mga permanenteng magnet. Minsan ang mga electromagnet ay ginagamit para sa layuning ito. Ang gumaganang pagkilos ng bagay ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos. ng magnetizing force ng nagtatrabaho o ng control coil. Kung walang kasalukuyang sa mga ito, ang kaakit-akit na puwersa na nilikha ng polarizing magnetic flux ay kumikilos sa armature. Ang pagkilos ng isang polarized electromagnet ay depende sa parehong magnitude at direksyon ng working flux, iyon ay, ang direksyon ng kasalukuyang sa working coil.

Mga electromagnet ng AC

Sa alternating current electromagnets, ang coil ay pinalakas ng isang alternating current source. Ang magnetic flux na nilikha ng coil kung saan ang alternating current ay dumadaan ay pana-panahong nagbabago sa magnitude at direksyon (alternating magnetic flux), bilang isang resulta kung saan ang electromagnetic na puwersa ng pagkahumaling ay putik mula sa zero hanggang sa isang maximum na may dalas na dalawang beses ang dalas ng supply. kasalukuyang.

Gayunpaman, para sa mga electromagnet ng traksyon, ang pagbabawas ng puwersa ng electromagnetic sa ibaba ng isang tiyak na antas ay hindi katanggap-tanggap, dahil ito ay humahantong sa mga panginginig ng boses ng armature, at sa ilang mga kaso sa direktang pagkagambala sa normal na operasyon.Samakatuwid, sa mga electromagnet ng traksyon na tumatakbo na may isang alternating magnetic flux, kinakailangan na gumawa ng mga hakbang upang mabawasan ang lalim ng force ripple (halimbawa, gumamit ng isang shielding coil na sumasaklaw sa bahagi ng electromagnet pole).

Bilang karagdagan sa mga nakalistang varieties, ang kasalukuyang-correction electromagnets ay kasalukuyang laganap, na maaaring maiugnay sa alternating kasalukuyang electromagnets sa mga tuntunin ng kapangyarihan at malapit sa direktang kasalukuyang electromagnets sa mga tuntunin ng kanilang mga katangian. Dahil mayroon pa ring ilang partikular na katangian ng kanilang trabaho.

Depende sa paraan kung paano naka-on ang paikot-ikot, ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng mga electromagnet na may serye at parallel na paikot-ikot.

Ang mga paikot-ikot na serye na tumatakbo sa isang naibigay na kasalukuyang ay ginawa gamit ang isang maliit na bilang ng mga pagliko sa isang malaking seksyon. Ang kasalukuyang dumadaan sa naturang coil ay halos hindi nakasalalay sa mga parameter nito, ngunit natutukoy ng mga katangian ng mga mamimili na konektado sa serye sa coil.

Ang mga parallel windings na tumatakbo sa isang naibigay na boltahe ay may, bilang isang panuntunan, isang napakalaking bilang ng mga liko at gawa sa wire na may maliit na cross-section.

Sa pamamagitan ng likas na katangian ng coil, ang mga electromagnet ay nahahati sa mga gumagana sa mahaba, pana-panahon at panandaliang mga mode.

Sa mga tuntunin ng bilis ng pagkilos, ang mga electromagnet ay maaaring nasa normal na bilis ng pagkilos, mabilis na kumikilos at mabagal na kumikilos. Ang dibisyong ito ay medyo arbitrary at pangunahing nagpapahiwatig kung ang mga espesyal na hakbang ay ginawa upang makamit ang kinakailangang bilis ng pagkilos.

Ang lahat ng mga katangian sa itaas ay nag-iiwan ng kanilang marka sa mga katangian ng disenyo ng mga electromagnet.

Pag-aangat ng mga electromagnet

Electromagnetic na aparato

Kasabay nito, kasama ang lahat ng iba't ibang mga electromagnet na nakatagpo sa pagsasanay, binubuo sila ng mga pangunahing bahagi na may parehong layunin. Kasama sa mga ito ang isang coil na may magnetizing coil na matatagpuan dito (maaaring mayroong ilang mga coils at ilang mga coils), isang nakapirming bahagi ng isang magnetic circuit na gawa sa ferromagnetic material (yoke at core) at isang movable na bahagi ng isang magnetic circuit (armature). Sa ilang mga kaso, ang nakatigil na bahagi ng magnetic circuit ay binubuo ng ilang bahagi (base, pabahay, flanges, atbp.). a)

Ang armature ay pinaghihiwalay mula sa natitirang bahagi ng magnetic circuit sa pamamagitan ng mga air gaps at bahagi ng electromagnet, na kung saan, nakikita ang electromagnetic na puwersa, ay inililipat ito sa mga kaukulang bahagi ng actuated na mekanismo.

Ang bilang at hugis ng mga puwang ng hangin na naghihiwalay sa gumagalaw na bahagi ng magnetic circuit mula sa nakatigil na isa ay nakasalalay sa disenyo ng electromagnet.Ang mga puwang ng hangin kung saan nangyayari ang isang kapaki-pakinabang na puwersa ay tinatawag na mga manggagawa; Ang mga puwang ng hangin kung saan walang puwersa sa direksyon ng posibleng paggalaw ng anchor ay parasitiko.

Ang mga ibabaw ng gumagalaw o nakatigil na bahagi ng magnetic circuit na naglilimita sa working air gap ay tinatawag na mga pole.

Depende sa lokasyon ng armature na may kaugnayan sa natitirang electromagnet, ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng panlabas na kaakit-akit na armature electromagnets, maaaring iurong armature electromagnets at panlabas transversely gumagalaw armature electromagnets.

Ang isang tampok na katangian ng mga electromagnet na may panlabas na kaakit-akit na armature ay ang panlabas na lokasyon ng armature na may kaugnayan sa coil. Ito ay pangunahing apektado ng daloy ng trabaho na dumadaan mula sa armature hanggang sa dulong bahagi ng core.Ang paggalaw ng armature ay maaaring rotational (halimbawa, isang valve solenoid) o translational. Ang mga daloy ng pagtagas (pagsasara bilang karagdagan sa puwang sa pagtatrabaho) sa naturang mga electromagnet ay halos hindi lumilikha ng mga puwersa ng traksyon, at samakatuwid ay may posibilidad silang mabawasan. Ang mga electromagnet ng pangkat na ito ay maaaring bumuo ng isang malaking puwersa, ngunit kadalasang ginagamit sa medyo maliit na armature stroke.

Ang isang natatanging tampok ng mga maaaring iurong armature electromagnets ay ang bahagyang paglalagay ng armature sa paunang posisyon nito sa loob ng coil at ang karagdagang paggalaw nito sa coil sa panahon ng operasyon. Ang pagtagas ng mga flux mula sa naturang mga electromagnet, lalo na sa malalaking air gaps, ay lumikha ng isang tiyak na puwersa ng paghila, bilang isang resulta kung saan sila ay kapaki-pakinabang, lalo na para sa medyo malalaking armature stroke. Ang ganitong mga electromagnet ay maaaring gawin nang mayroon o walang hinto, at ang hugis ng mga ibabaw na bumubuo sa working gap ay maaaring magkakaiba depende sa kung anong katangian ng traksyon ang dapat makuha.

Ang pinakakaraniwan ay mga electromagnet na may flat at pinutol na conical pole, pati na rin ang mga electromagnet na walang limiter. Bilang gabay para sa armature, ang isang tubo ng non-magnetic na materyal ay kadalasang ginagamit, na lumilikha ng isang parasitiko na agwat sa pagitan ng armature at sa itaas, nakatigil na bahagi ng magnetic circuit.

Ang mga maaaring iurong armature solenoid ay maaaring magkaroon ng mga puwersa at may mga armature stroke na nag-iiba-iba sa isang napakalawak na hanay, na ginagawang malawakang ginagamit ang mga ito.

Ang mga V electromagnet na may panlabas na transversely moving armature armature ay gumagalaw sa pamamagitan ng magnetic lines of force, umiikot sa isang partikular na limitadong anggulo.Ang ganitong mga electromagnet ay kadalasang nagkakaroon ng medyo maliit na pwersa, ngunit pinapayagan, sa pamamagitan ng naaangkop na pagtutugma ng mga hugis ng poste at armature, upang makakuha ng mga pagbabago sa katangian ng traksyon at isang mataas na koepisyent ng pagbabalik.

Sa bawat isa sa tatlong nakalistang grupo ng mga electromagnet, sa turn, mayroong isang bilang ng mga varieties ng disenyo na nauugnay sa parehong likas na katangian ng kasalukuyang dumadaloy sa coil at sa pangangailangan upang matiyak ang tinukoy na mga katangian at mga parameter ng electromagnets.

Basahin din: Tungkol sa magnetic field, solenoids at electromagnets