Siłowniki i blokady elektromagnetyczne z oferty firmy TME

Poniedziałek, 14 Czerwiec 2010

Wszechstronny rozwój technologii nadal nie zagraża wielu rozwiązaniom technicznym, które znane i stosowane – choć w ograniczonym zakresie – były już w starożytnej Grecji. Jednym z nich są elektromagnesy, które w erze półprzewodnikowej są często stosowanym i trudnym do zastąpienia elementem systemów kontroli dostępu, systemów bezpieczeństwa, elementem składowym wielu maszyn, są one także stosowane w samochodach i pojazdach użytkowych, systemach hydraulicznych, wentylacjach, klimatyzacjach...

Fot. 1. Wygląd elektromagnesu z serii EM-HS (od TME)

Nawet najlepsze, najbardziej zaawansowane i nowoczesne, systemy sterowania i regulacji są bezwartościowymi gadżetami bez elementów wykonawczych. Najłatwiejsze w stosowaniu, bo nie wymagające stosowania żadnych dodatkowych instalacji poza elektryczną, są elektromagnesy. Bogatą ofertę klasycznych elektromagnesów oraz siłowników elektromagnetycznych proponuje swoim klientom łódzka firma TME, znany nie tylko w naszym kraju dystrybutor podzespołów i urządzeń dla elektroniki, elektrotechniki i automatyki.
Obszary aplikacyjne elektromagnesów są ograniczone wyłącznie wyobraźnią konstruktorów, a zalety w postaci praktycznie bezobsługowego działania, dużej trwałości i niezawodności, niewielkich wymiarów, łatwego montażu i dostępności „z półki” powodują, że są one coraz chętniej stosowane nie tylko w rozwiązaniach przemysłowych.

Elektromagnesy trzymające...

...z serii EM-HS (fot. 1) oferowane przez firmę TME są przystosowane do zasilania napięciami 12 VDC lub 24 VDC. Charakteryzują się mocami od 2,5 W do 8 W, co odpowiada sile udźwigu od 2 do 40 kg (tab. 1). Optymalne warunki pracy elektromagnesów, gwarantujące maksymalną siłę trzymania, wymagają zastosowania na blokowanym elemencie metalowych płytek o grubości od 2 do 5 mm w zależności od mocy elektromagnesu. Uzyskanie maksymalnej siły trzymania wymaga zasilania cewki elektromagnesu prądem stałym, przy czym konieczne jest zapewnienie odprowadzania ciepła z obudowy, bowiem wraz ze wzrostem temperatury cewki dopuszczalna rozpraszana w niej moc maleje.
Ta niedogodność jest kompensowana wygodą stosowania: prezentowane elektromagnesy pracują w środowisku bezolejowym, nie wymagają więc dodatkowych zabiegów konserwacyjnych podczas eksploatacji.
Elektromagnesy trzymające są zazwyczaj stosowane do elektrycznego blokowania osłon bezpieczeństwa w maszynach przemysłowych (m.in. do mocowania części piłowanych, gratowanych, wierconych, szlifowanych, ciętych), chwytakach i przenośnikach elektromagnetycznych, klapach wentylacyjnych i przeciwpożarowych oraz urządzeniach sitodrukarskich (i wielu innych) - do trwałego mocowania pokryw, ram, żaluzji itp. Elektromagnesy trzymające dużej mocy można spotkać także w systemach kontroli dostępu, a także blokadach drzwi alarmowych i przegród przeciwpożarowych, a także innych, w których niezbędne jest odblokowanie po zaniku napięcia zasilającego. Z elektromagnesów trzymających korzystają także producenci maszyn selekcjonujących elementy i innych urządzeniach CNC (Computerized Numerical Control), m.in. do napędzania stołów i podajników wibracyjnych oraz awaryjnych systemów hamulcowych.
Niebanalnym obszarem aplikacji elektromagnesów trzymających są mieszadła magnetyczne, pozwalające uniknąć konieczności zanurzania w mieszanym roztworze zewnętrznego mieszadła wraz z drążkiem prowadzącym, co ogranicza niebezpieczeństwo skażenia roztworu.

Elektromagnesy liniowe...

Fot. 2. Wygląd elektromagnesu z serii EM-CS (od TME) Fot. 3. Wygląd elektromagnesu z serii EM-FS (od TME)

...można traktować jako proste silniki elektromagnetyczne, konwertujące energię elektryczną na ruch posuwisty. W ofercie handlowej TME dostępne są dwa rodzaje elektromagnesów liniowych (nurnikowych): cylindryczne (EM-CS – fot. 2) oraz ramkowe (EM-FS – fot. 3), różniące się między sobą konstrukcją obudów, sposobem mocowania, wymiarami, a także sprawnością konwersji energii elektrycznej w mechaniczną.
W obydwu rodzinach dostępne są elektromagnesy przystosowane do zasilania napięciem 12 oraz 24 VDC. Budowa tych elektromagnesów pozwala na zwiększanie siły uciągu/pchania ponad wartości podane w tabeli 1, co wiąże się z koniecznością impulsowego zasilania cewki mocą większą niż nominalna, ale przez ograniczony czas i po zapewnieniu odpowiednio długich przerw pomiędzy kolejnymi załączeniami.
Przykładowo:
- Elektromagnesy EM-CS1335 mogą być zasilane mocą 4 W bez żadnych ograniczeń czasowych, ale dopuszczalne jest zasilanie impulsowe mocą 40 W przez maksymalnie 2 sekundy, przy współczynniku wypełnienia przebiegu zasilającego nie większym niż 10%,
- Elektromagnesy EM-FS3830 mogą być zasilane mocą 8 W bez żadnych ograniczeń czasowych, ale dopuszczalne jest zasilanie impulsowe mocą 80 W przez maksymalnie 9 sekund, przy współczynniku wypełnienia przebiegu zasilającego nie większym niż 10%.
Na rys. 4 i 5 pokazano zależności pomiędzy przesunięciem nurnika a siłą uciągu/pchania przy różnych wartościach mocy zasilania dla elektromagnesów (odpowiednio) EM-CS1335 i EM-FS3830.

Rys. 4. Zależności pomiędzy przesunięciem nurnika a siłą uciągu/pchania przy różnych wartościach mocy zasilania dla elektromagnesów z serii EM-CS1335 Rys. 5. Zależności pomiędzy przesunięciem nurnika a siłą uciągu/pchania przy różnych wartościach mocy zasilania dla elektromagnesów z serii EM-FS3830 Rys. 6. Oczekiwany czas poprawnej pracy cewek wykonanych zgodnie z NEMA: B w funkcji ich temperatury

W rodzinie EM-FS dostępne są elektromagnesy (w zależności od modelu): pchające i ciągnące, wyposażone w sprężyny powrotne oraz przedłużony i wyprowadzony na drugą stronę obudowy nurnik. Elektromagnesy z tej rodziny są przystosowane do montażu za pomocą śrub wkręcanych w gwintowane otwory znajdujące się w ramce stanowiącej obudowę.
Elektromagnesy z serii EM-CS mają walcowe obudowy wykonane z metalu, przystosowane do mocowania w docelowym urządzeniu za pomocą nakrętki nakręcanej na gwintowany wypust obudowy, przez środek którego jest wyprowadzony nurnik. Elektromagnesy EM-CS charakteryzują się niewielkimi wymiarami, co jest okupione mniejszą siłą uciągu niż oferują elektromagnesy EM-FS przy zbliżonej mocy zasilania. Elektromagnesy liniowe są stosowane do sterowania pracą zaworów, sprzęgieł oraz hamulców w maszynach, są także często wykorzystywane do pozycjonowania kolektorów i ogniw słonecznych, anten satelitarnych, spełniają także rolę siłowników elektromagnetycznych w automatycznych piecach miałowych, systemach nawiewowych czy zamkach i drzwiach z blokadami antywłamaniowymi sterowanymi elektrycznie. Elektromagnesy liniowe są spotykane także w aplikacjach samochodowych, m.in. centralnych zamkach, korektorach położenia refl ektorów, systemach regulacji składu mieszanki paliwowej, a także klimatyzacjach.
Elektromagnesy prezentowane w artykule są produkowane przez niemiecką firmę Intertec Components zgodnie z zaleceniami pakietu norm ochrony środowiska ISO14000 oraz ISO/TS16949 – globalną normą jakościową dotyczącą podzespołów stosowanych w branży motoryzacyjnej. Wybrane modele elektromagnesów mają klasę izolacji NEMA: B, co zapewnia ich prawidłową, długotrwałą pracę przy wysokich temperaturach pracy cewek (rys. 6).

Producentem elektromagnesów prezentowanych w artykule jest niemiecka firma LOGO Intertec Components
Dystrybutorem elektromagnesów prezentowanych w artykule jest firma Transfer
Multisort Elektronik Sp. z o.o.,
ul. Ustronna 41, 93-350 Łódź,
www.tme.pl