Исполнительные электромагниты

В системах электроавтоматики широко используются электромагнитные исполнительные элементы дискретного действия. Например, исполнительные электромагниты могут быть использованы для перемещения заслонки трубопровода, поворота вентиля, перемещение шестерни в коробке переключения передач и т.п. Т.о. электромагнит осуществляет преобразование электрической энергии в механическую, а следовательно, он является электромеханическим преобразователем энергии. Электромагниты являются устройствами дискретного (релейного) действия, т.к. их подвижная часть – якорь может находиться лишь в одном из двух устойчивых состояний: притянутом или отпущенном.

Основными параметрами электромагнита являются ход якоря и тяговое усилие на якоре.

Катушки электромагнитов по своей конструкции бывают каркасные и бескаркасные, а по форме сечения – круглые и прямоугольные. Провод каркасной катушки наматывают на каркас из изоляционного материала (текстолит, гетинакс, пластмасса). Провод бескаркасной катушки наматывают прямо на сердечник, обмотанный изоляционной лентой, или на специальный шаблон. Для обеспечения прочности катушки, выполненной на шаблоне, ее обматывают лентой (бандажируют) и пропитывают компаундным лаком. Катушки, как правило, наматывают медным проводом с изоляцией, выбираемой из назначения и условий работы электромагнита.

Электромагниты переменного тока при одинаковых габаритах с электромагнитами постоянного тока развивают тяговое усилие в два раза меньше. Рассмотрим устройство и работу некоторых видов исполнительных электромагнитов.

Электромагнитный тарельчатый клапан, рисунок 5.2 применяют для управления потоком жидкости. Он состоит из прямоходового электромагнита постоянного тока с коническим стопом и запорного устройства, расположенного в общем корпусе 3. При отключенной катушке электромагнита тарель 10 действием запорной пружины 2 прижата к соплу 11 и поток жидкости перекрыт. При подаче напряжения на обмотку 5 якорь 8 втягивается, сжимая запорную пружину 2, и освобождает тарель 10, которая под действием пружины 1 и давления жидкости поднимается и открывает сопло 11. Жидкость заполняет полость клапана и выходит через отверстие 9. Для закрытия клапана необходимо отключить обмотку электромагнита. Для регулировки величины хода клапана в пределах немагнитного зазора 7 служит регулировочный винт 6, фиксирующий положение конического стопа 4.

Рисунок 5.2 – Электромагнитный клапан

Электромагнит с преобразованием движения. При необходимости получить на выходе электромагнита вращательное движение в пределах ограниченного угла электромагнит дополняют передаточным механизмом, рисунок 37.2, состоящим из зубчатого сектора 3 и зубчатого колеса 4. Здесь применен прямоходовый электромагнит постоянного тока с плоским стопом с сердечником цилиндрической формы. При подаче напряжения на катушку 1 якорь 2 втягивается и посредством тяги, преодолевая противодействие пружины 5, поворачивает сектор 3 вокруг оси 0. Сектор 3, находясь в зацеплении с зубчатым колесом 4, вызывает его поворот на угол, определяемый величиной хода якоря 2. При этом пружина 5 растягивается. При отключении катушки 1 действием пружины 5 сектор 3 возвращается в исходное положение, вновь поворачивая колесо 4, но теперь уже в обратном направлении.

Рассмотренные электро

Рассмотренные электромагниты являются короткоходовыми.

На рисунке 5.4 показана конструкция длинноходового электромагнита постоянного тока.

При подключении катушки 4 якорь 1 под действием тягового усилия перемещается вверх вместе с устройством, прикрепленным к его хвостовику 7. Амортизационная прокладка 2 смягчает удар якоря о верхнюю крышку 3. Выводы 5 катушки расположены на клеммной доске. Кронштейн 6 служит для крепления электромагнита на месте его монтажа.

Электромагнитный тормоз. Для предотвращения самопроизвольного вращения (движения) каких-либо элементов электропривода при отключенном приводном двигателе, а также для ограничения свободного выбега двигателя применяют механические колодочные тормоза. Это в первую очередь относится к подъемномым устройствам, например мостовые краны, лифты и т.п., т.к. в этих механизмах под действием силы тяжести подвешенного груза возможно самопроизвольное движение.

Наибольшее применение получили колодочные тормоза, в которых торможение происходит за счет прижатия колодок к тормозному шкиву (барабану), закрепленному на валу, самопроизвольное вращение которого необходимо предотвратить. Сила, прижимающая колодки 1 к тормозному шкиву 3, создается сжатой пружиной 6. Стремясь разжаться, эта пружина сжимает стойки 2 и 7, к которым прикреплены тормозные колодки 1, рисунок 5.5. Такой тормоз называют нормально замкнутым колодочным тормозом.

Рисунок 5.5 Устройство колодочного тормоза

При включении приводного двигателя должно произойти растормаживание, для чего необходимо сжать пружину 6 и освободить тормозные колодки. В рассматриваемом тормозном устройстве для этого необходимо приложить силу F к рычагу 4 (стрелка на рисунке). При этом пружина остается сжатой между стойкой 7 и запорной шайбой 5 и колодки 1 освободят тормозной шкив 3. В зависимости от того, чем будет создано растормаживающее усилие F, тормоза бывают электромагнитными, гидравлическими или пневматическими.

Наибольшее распространение в САУ находят электромагнитные тормоза, в которых растормаживающее усилие создается за счет тягового усилия на якоре 5 электромагнита 4, рисунок 5.6. Поэтому одновременно с включением приводного двигателя включается обмотка электромагнита и тяговым усилием на его якоре раздвигают стойки 3, освобождая от колодок 2 шкив 1. В тормозах используют как электромагниты постоянного (серия тормозов ТКП), так и переменного тока (серия тормозов ТКТ).

Рисунок 5.6 Электромагнитный тормоз