محرك كهرومغناطيسي: الأنواع ، الغرض ، مبدأ التشغيل

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

في تطبيق آليات القيادة المدمجة والإنتاجية والوظيفية اليوم ، تهتم جميع مجالات النشاط البشري تقريبًا من الصناعة الثقيلة إلى النقل والأسر. وهذا أيضًا سبب التحسين المستمر للمفاهيم التقليدية لوحدات الطاقة ، والتي ، على الرغم من أنها تتحسن ، لا تغير الجهاز الأساسي. تشمل الأنظمة الأساسية الأكثر شيوعًا من هذا النوع محركًا كهرومغناطيسيًا ، يتم استخدام آلية العمل الخاصة به في كل من المعدات كبيرة الحجم والأجهزة التقنية الصغيرة.

Drive Assignment

في جميع التطبيقات المستهدفة تقريبًا ، تعمل هذه الآلية كهيئة تنفيذية للنظام. شيء آخر هو أن طبيعة الوظيفة المؤداة ودرجة مسؤوليتها في إطار عملية العمل الشاملة قد تتغير. فمثلا،في صمامات الإغلاق ، يكون محرك الأقراص هذا مسؤولاً عن الوضع الحالي للصمام. على وجه الخصوص ، نظرًا لجهوده ، يفترض التداخل موقع حالة مغلقة أو مفتوحة بشكل طبيعي. تُستخدم هذه الأجهزة في أنظمة الاتصال المختلفة ، والتي تحدد كلاً من مبدأ التشغيل والخصائص الوقائية للجهاز. على وجه الخصوص ، يتم تضمين محرك عادم الدخان الكهرومغناطيسي في البنية التحتية لنظام السلامة من الحرائق ، والتوصيل الهيكلي بمجاري التهوية. يجب أن يكون مبيت المحرك وأجزاء العمل المهمة به مقاومًا لدرجات الحرارة المرتفعة والملامسات الضارة للغازات الخطرة حراريًا. بالنسبة للأمر المراد تنفيذه ، تعمل الأتمتة عادةً عند اكتشاف علامات الدخان. المحرك في هذه الحالة هو وسيلة تقنية لتنظيم تدفق الدخان والحرق.

تكوين أكثر تعقيدًا لاستخدام المشغلات الكهرومغناطيسية يحدث في الصمامات متعددة الاتجاهات. هذه نوع من أنظمة التجميع أو التوزيع ، يكمن تعقيدها في التحكم المتزامن لمجموعات كاملة من الوحدات الوظيفية. في مثل هذه الأنظمة ، يتم استخدام مشغل الصمام الكهرومغناطيسي مع وظيفة تبديل التدفقات عبر الفتحات. يمكن أن يكون سبب إغلاق القناة أو فتحها قيمًا معينة لوسط العمل (الضغط ، درجة الحرارة) ، كثافة التدفق ، إعدادات البرنامج للوقت ، إلخ.

التصميم والمكونات

عنصر العمل المركزي للمحرك هو كتلة الملف اللولبي ، والتي تتكون من ملف مجوف والمغناطيسي الأساسية. يتم توفير التوصيلات الكهرومغناطيسية للاتصالات لهذا المكون مع الأجزاء الأخرى بواسطة تركيبات داخلية صغيرة مع صمامات دفع تحكم. في الحالة الطبيعية ، يتم دعم القلب بزنبرك بساق يرتكز على السرج. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر جهاز محرك كهرومغناطيسي نموذجي وجود ما يسمى بدليل يدوي لجزء العمل ، والذي يتولى وظائف الآلية في لحظات التغييرات المفاجئة أو الغياب التام للجهد. يمكن توفير وظائف إضافية ، عن طريق التشوير وعناصر قفل مساعدة ومثبتات موضع القلب. ولكن نظرًا لأن إحدى مزايا هذا النوع من محركات الأقراص هي صغر حجمها ، فمن أجل التحسين ، يحاول المطورون تجنب التشبع المفرط للتصميم بالأجهزة الثانوية.

مبدأ تشغيل الآلية

في كل من أجهزة الطاقة المغناطيسية والكهرومغناطيسية ، يتم تنفيذ دور الوسيط النشط بواسطة التدفق المغناطيسي. لتشكيله ، يتم استخدام مغناطيس دائم أو جهاز مشابه مع إمكانية اتصال نقطة أو فصل نشاطه عن طريق تغيير الإشارة الكهربائية. يبدأ الجسم التنفيذي في العمل من اللحظة التي يتم فيها تطبيق الجهد ، عندما يبدأ التيار في التدفق عبر دوائر الملف اللولبي. في المقابل ، يبدأ اللب ، مع زيادة نشاط المجال المغناطيسي ، حركته بالنسبة إلى تجويف المحرِّض. في الواقع ، ينحصر مبدأ تشغيل المحرك الكهرومغناطيسي في تحويل الطاقة الكهربائية إلىميكانيكي عن طريق مجال مغناطيسي. وبمجرد انخفاض الجهد ، تدخل قوى الزنبرك المرن ، والتي تعيد النواة إلى مكانها ويأخذ المحرك المحرك في وضعه الطبيعي الأصلي. أيضًا ، لتنظيم المراحل الفردية لنقل القوة في محركات معقدة متعددة المراحل ، يمكن أيضًا تشغيل المحركات الهوائية أو الهيدروليكية. على وجه الخصوص ، فهي تتيح التوليد الأولي للكهرباء من مصادر الطاقة البديلة (المياه والرياح والشمس) ، مما يقلل من تكلفة سير عمل المعدات.

عمل المحرك الكهرومغناطيسي

يحدد نمط حركة قلب المحرك وقدرته على العمل كوحدة طاقة خرج ميزات الإجراءات التي يمكن للآلية تنفيذها. وتجدر الإشارة على الفور إلى أن هذه الأجهزة في معظم الحالات لها نفس النوع من الحركات الأولية للميكانيكا التنفيذية ، والتي نادرًا ما تُستكمل بوظائف تقنية مساعدة. على هذا الأساس ، ينقسم المحرك الكهرومغناطيسي إلى الأنواع التالية:

• روتاري. في عملية تطبيق التيار ، يتم تنشيط عنصر الطاقة ، مما يؤدي إلى منعطف. تستخدم هذه الآليات في الصمامات الكروية والسدادة ، وكذلك في أنظمة صمامات الفراشة.
• عكسها. بالإضافة إلى الإجراء الرئيسي ، فهي قادرة على إحداث تغيير في اتجاه عنصر الطاقة. أكثر شيوعًا في صمامات التحكم.
• دفع. يقوم هذا المشغل الكهرومغناطيسي بعمل دفع ، والذي يستخدم أيضًا في التوزيع وفحص الصمامات.

من وجهة نظر الحل الهيكلي ، قد يكون عنصر الطاقة والجوهر أجزاء مختلفة ، مما يزيد من موثوقية ومتانة الجهاز. شيء آخر هو أن مبدأ التحسين يتطلب الجمع بين عدة مهام ضمن وظائف مكون تقني واحد من أجل توفير موارد المساحة والطاقة.

التركيبات الكهرومغناطيسية

يمكن للهيئات التنفيذية لمحرك الأقراص العمل في تكوينات مختلفة ، وتنفيذ إجراءات معينة مطلوبة لتشغيل بنية تحتية عمل معينة. ولكن على أي حال ، فإن وظيفة العنصر الأساسي أو عنصر القوة وحدها لن تكون كافية لتوفير تأثير كافٍ من حيث إنجاز المهمة النهائية ، مع استثناءات نادرة. في معظم الحالات ، يلزم أيضًا وجود رابط انتقالي - وهو نوع من المترجمين للطاقة الميكانيكية المتولدة من الميكانيكا المدفوعة مباشرة إلى الجهاز المستهدف. على سبيل المثال ، في نظام الدفع الرباعي ، يعمل القابض الكهرومغناطيسي ليس فقط كمرسل للقوة ، ولكن كمحرك يربط بشكل صارم جزئين من العمود. تمتلك الآليات غير المتزامنة ملف الإثارة الخاص بها مع أعمدة واضحة. الجزء الرئيسي من أدوات التوصيل هذه مصنوع وفقًا لمبادئ الملف الدوار للمحرك الكهربائي ، والذي يعطي هذا العنصر وظائف المحول ومترجم القوة.

في الأنظمة الأبسط ذات الإجراء المباشر ، يتم تنفيذ مهمة نقل القوة بواسطة أجهزة محمل كروي قياسية ووحدات دوارة وتوزيع. محدديتم تنفيذ الإجراء وتكوينه ، فضلاً عن الترابط مع نظام القيادة ، بطرق مختلفة. في كثير من الأحيان ، يتم تطوير مخططات فردية لربط المكونات ببعضها البعض. في نفس القابض ذو المحرك الكهرومغناطيسي ، يتم تنظيم بنية تحتية كاملة بعمودها المعدني وحلقات الانزلاق والمجمعات والقضبان النحاسية. وهذا لا يحسب الترتيب المتوازي للقنوات الكهرومغناطيسية بقطع قطب ومحيط اتجاه خطوط المجال المغناطيسي.

معلمات تشغيل محرك الأقراص

قد يتطلب نفس التصميم مع مخطط تشغيل نموذجي توصيل سعات مختلفة. أيضًا ، تختلف النماذج النموذجية لأنظمة القيادة في حمل الطاقة ، ونوع التيار ، والجهد ، وما إلى ذلك. أبسط مشغل صمام الملف اللولبي يعمل على 220 فولت ، ولكن قد تكون هناك أيضًا نماذج ذات تصميم مشابه ، ولكنها تتطلب الاتصال بشبكات صناعية ثلاثية الطور عند 380 فولت. جوهر. عدد دورات المحرك ، على سبيل المثال ، يحدد بشكل مباشر كمية الطاقة المستهلكة ، ومعها خصائص العزل واللفات ومعلمات المقاومة. عند الحديث بشكل ملموس عن البنية التحتية الكهربائية الصناعية ، يجب أن يأخذ مشروع تكامل محرك الخدمة الشاقة في الاعتبار قوة الجر ، وخصائص حلقة التأريض ، ومخطط تنفيذ جهاز حماية الدائرة ، وما إلى ذلك.

أنظمة القيادة المعيارية

الأكثر شيوعًاعامل الشكل الهيكلي لإنتاج آليات القيادة على أساس مبدأ التشغيل الكهرومغناطيسي هو الكتلة (أو الركام). هذا جهاز مستقل ومعزول إلى حد ما يتم تثبيته على جسم الآلية المستهدفة أو أيضًا وحدة تشغيل منفصلة. يكمن الاختلاف الأساسي بين هذه الأنظمة في حقيقة أن أسطحها لا تتلامس مع تجاويف وصلات الطاقة الانتقالية ، وعلاوة على ذلك ، عناصر العمل للهيئات التنفيذية للمعدات المستهدفة. على الأقل ، لا تستلزم مثل هذه الاتصالات اتخاذ أي تدابير لحماية كلا الهيكلين. يتم استخدام نوع كتلة المحرك الكهرومغناطيسي في الحالات التي تحتاج فيها الوحدات الوظيفية إلى عزلها عن التأثير السلبي لبيئة العمل - على سبيل المثال ، من مخاطر التلف الناتج عن التآكل أو التعرض لدرجة الحرارة. لتوفير رابطة ميكانيكية ، يتم استخدام نفس المحرك المعزول مثل الجذع.

ميزات محرك متكاملة

نوع من محركات الطاقة الكهرومغناطيسية التي تعمل كجزء لا يتجزأ من نظام العمل ، وتشكل معه بنية تحتية للاتصالات. كقاعدة عامة ، تتمتع هذه الأجهزة بأبعاد مضغوطة ووزن منخفض ، مما يسمح بدمجها في مجموعة متنوعة من الهياكل الهندسية دون أن يكون لها تأثير كبير على خصائصها الوظيفية والمريحة. من ناحية أخرى ، فإن التحسين الحجمي والحاجة إلى توسيع إمكانيات الربط (الاتصال المباشر بالمعدات) يحد من قدرة المبدعين على تقديمدرجة عالية من الحماية لهذه الآليات. لذلك ، يتم التفكير في حلول عازلة نموذجية صديقة للميزانية ، مثل فصل الأنابيب المحكم ، والتي تساعد على حماية العناصر الحساسة من التأثيرات العدوانية لبيئة العمل. تشمل الاستثناءات صمامات التفريغ المزودة بمحرك كهرومغناطيسي في علبة معدنية ، والتي تتصل بها تركيبات مصنوعة من البلاستيك عالي القوة. لكن هذه بالفعل نماذج مكبرة متخصصة تتمتع بحماية شاملة ضد العوامل السامة والحرارية والميكانيكية.

مجالات التطبيق للجهاز

بمساعدة محرك الأقراص هذا ، تم حل مهام الدعم الميكانيكي للطاقة بمستويات مختلفة. في أكثر الأنظمة أهمية وتعقيدًا ، تُستخدم التركيبات الخالية من الغدد للتحكم في الأجهزة الكهرومغناطيسية ، مما يزيد من درجة موثوقية وأداء المعدات. في هذا المزيج ، تُستخدم الوحدات في شبكات خطوط أنابيب النقل والاتصالات ، وفي صيانة مرافق التخزين مع المنتجات البترولية ، وفي الصناعة الكيميائية ، وفي محطات المعالجة والمصانع في مختلف الصناعات. إذا تحدثنا عن أجهزة بسيطة ، ففي المجال المحلي ، يكون محرك المروحة الكهرومغناطيسية لأنظمة الإمداد والعادم أمرًا شائعًا. تجد آليات التنسيق الصغيرة مكانها أيضًا في تركيبات السباكة والمضخات والضواغط وما إلى ذلك.

الخلاصة

شريطة أن يتم تصميم هيكل آلية القيادة بشكل صحيح ، على أساس العناصر الكهرومغناطيسية ، يمكنك الحصول على أرباح كبيرةمصدر القوة الميكانيكية. في أفضل الإصدارات ، تتميز هذه الأجهزة بموارد تقنية عالية وتشغيل مستقر واستهلاك أقل للطاقة ومرونة من حيث الدمج مع المشغلات المختلفة. بالنسبة لنقاط الضعف المميزة ، فإنها تتجلى في مناعة منخفضة الضوضاء ، والتي تتجلى بشكل خاص في تشغيل المحرك الكهرومغناطيسي لقاطع الدائرة على خطوط الطاقة عالية الجهد بجهد 10 كيلو فولت. تحتاج هذه الأنظمة ، بحكم التعريف ، إلى حماية خاصة ضد التداخل الكهرومغناطيسي. أيضًا ، نظرًا للتعقيدات الفنية والهيكلية بسبب استخدام آلية الرافعة المفصلية مع دافع ومزلاج تثبيت في المفتاح ، يلزم توصيل إضافي للأجهزة الكهربائية الواقية للتخلص من مخاطر الدوائر القصيرة في الدوائر.