Entraînement électromagnétique : types, objectif, principe de fonctionnement

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Dans l'application de mécanismes d'entraînement compacts, productifs et fonctionnels aujourd'hui, presque tous les domaines de l'activité humaine, de l'industrie lourde aux transports et aux ménages, sont intéressés. C'est aussi la raison de l'amélioration constante des concepts traditionnels d'unités de puissance, qui, bien qu'ils s'améliorent, ne changent pas le dispositif fondamental. Les systèmes de base les plus populaires de ce type comprennent un entraînement électromagnétique, dont le mécanisme de travail est utilisé à la fois dans les équipements de grand format et dans les petits appareils techniques.

Drive Assignment

Dans presque toutes les applications cibles, ce mécanisme agit comme l'organe exécutif du système. Une autre chose est que la nature de la fonction exercée et le degré de sa responsabilité dans le cadre du processus de travail global peuvent changer. Par exemple,dans les vannes d'arrêt, cet entraînement est responsable de la position actuelle de la vanne. En particulier, du fait de son effort, le recouvrement prend la position d'un état normalement fermé ou ouvert. De tels appareils sont utilisés dans divers systèmes de communication, ce qui détermine à la fois le principe de fonctionnement et les caractéristiques de protection de l'appareil. En particulier, le désenfumage électromagnétique est inclus dans l'infrastructure du système de sécurité incendie, en s'arrimant structurellement aux conduits de ventilation. Le boîtier du variateur et ses pièces de travail critiques doivent être résistants aux températures élevées et aux contacts nocifs avec des gaz thermiquement dangereux. Quant à la commande à exécuter, l'automatisation fonctionne généralement lorsque des signes de fumée sont détectés. Le lecteur dans ce cas est un moyen technique de régulation du flux de fumée et de combustion.

Une configuration plus complexe pour l'utilisation d'actionneurs électromagnétiques a lieu dans les vannes multivoies. Il s'agit en quelque sorte de systèmes de collecte ou de distribution dont la complexité réside dans le contrôle simultané de groupes entiers d'unités fonctionnelles. Dans de tels systèmes, un actionneur de vanne électromagnétique est utilisé avec la fonction de commutation des flux à travers les buses. La raison de la fermeture ou de l'ouverture du canal peut être certaines valeurs du fluide de travail (pression, température), l'intensité du débit, les paramètres du programme pour le temps, etc.

Conception et composants

L'élément de travail central de l'entraînement est le bloc solénoïde, qui est formé par une bobine creuse etNoyau magnétique. Les connexions électromagnétiques de communication de ce composant avec d'autres pièces sont assurées par de petits raccords internes avec des vannes d'impulsion de commande. A l'état normal, le noyau est soutenu par un ressort avec une tige qui repose sur la selle. De plus, un dispositif d'entraînement électromagnétique typique prévoit la présence d'une soi-disant sous-étude manuelle de la partie travaillante, qui prend en charge les fonctions du mécanisme en cas de changements brusques ou d'absence totale de tension. Des fonctionnalités supplémentaires peuvent être fournies, fournies au moyen de signalisation, d'éléments de verrouillage auxiliaires et de fixateurs de la position du noyau. Mais comme l'un des avantages de ce type de disques est leur petite taille, afin d'optimiser, les développeurs essaient d'éviter une saturation excessive de la conception avec des périphériques secondaires.

Le principe de fonctionnement du mécanisme

Dans les dispositifs de puissance magnétiques et électromagnétiques, le rôle du milieu actif est joué par le flux magnétique. Pour sa formation, un aimant permanent ou un dispositif similaire est utilisé avec la possibilité d'une connexion ponctuelle ou d'une déconnexion de son activité en modifiant le signal électrique. L'organe exécutif commence à fonctionner à partir du moment où la tension est appliquée, lorsque le courant commence à circuler dans les circuits du solénoïde. À son tour, le noyau, à mesure que l'activité du champ magnétique augmente, commence son mouvement par rapport à la cavité de l'inducteur. En fait, le principe de fonctionnement de l'entraînement électromagnétique se résume à la conversion de l'énergie électrique enmécanique au moyen d'un champ magnétique. Et dès que la tension chute, les forces du ressort élastique entrent en jeu, ce qui ramène le noyau à sa place et l'armature d'entraînement prend sa position normale d'origine. De plus, pour réguler les étapes individuelles de transmission de force dans les entraînements complexes à plusieurs étages, des entraînements pneumatiques ou hydrauliques peuvent être activés en plus. En particulier, ils permettent la production primaire d'électricité à partir de sources d'énergie alternatives (eau, vent, soleil), ce qui réduit le coût du flux de travail des équipements.

Action de l'actionneur électromagnétique

Le schéma de mouvement du noyau d'entraînement et sa capacité à fonctionner comme une unité de puissance de sortie déterminent les caractéristiques des actions que le mécanisme peut effectuer. Il convient de noter tout de suite que dans la plupart des cas, il s'agit d'appareils avec le même type de mouvements élémentaires de la mécanique exécutive, qui sont rarement complétés par des fonctions techniques auxiliaires. Sur cette base, l'entraînement électromagnétique est divisé en types suivants:

• Rotatif. Lors du processus d'application du courant, un élément de puissance est activé, ce qui fait un tour. De tels mécanismes sont utilisés dans les vannes à boisseau sphérique et à boisseau ainsi que dans les systèmes de vannes papillon.
• Réversible. En plus de l'action principale, il est capable de fournir un changement de direction de l'élément de puissance. Plus courant dans les vannes de régulation.
• Pousser. Cet actionneur électromagnétique exerce une action de poussée, qui est également utilisée dans la distribution etclapets anti-retour.

Du point de vue de la solution structurelle, l'élément de puissance et le noyau peuvent très bien être des pièces différentes, ce qui augmente la fiabilité et la durabilité de l'appareil. Une autre chose est que le principe d'optimisation nécessite la combinaison de plusieurs tâches dans la fonctionnalité d'un composant technique afin d'économiser de l'espace et des ressources énergétiques.

Raccords électromagnétiques

Les organes exécutifs du lecteur peuvent travailler dans différentes configurations, effectuant certaines actions nécessaires au fonctionnement d'une infrastructure de travail particulière. Mais dans tous les cas, la fonction du noyau ou de l'élément de force ne suffira pas à elle seule à fournir un effet suffisant en termes de réalisation de la tâche finale, à de rares exceptions près. Dans la plupart des cas, un lien de transition est également requis - une sorte de traducteur de l'énergie mécanique générée de la mécanique entraînée directement vers l'appareil cible. Par exemple, dans un système de traction intégrale, un embrayage électromagnétique agit non seulement comme un transmetteur de force, mais comme un moteur qui relie rigidement les deux parties de l'arbre. Les mécanismes asynchrones ont même leur propre bobine d'excitation avec des pôles prononcés. La partie avant de tels accouplements est réalisée selon les principes de l'enroulement rotorique d'un moteur électrique, ce qui confère à cet élément les fonctions de convertisseur et de traducteur de force.

Dans les systèmes plus simples à action directe, la tâche de transmission de la force est assurée par des dispositifs de roulement à billes standard, des unités pivotantes et de distribution. Spécifiquel'exécution et la configuration de l'action, ainsi que l'interconnexion avec le système d'entraînement, sont mises en œuvre de différentes manières. Souvent, des schémas individuels d'interfaçage des composants les uns avec les autres sont développés. Dans le même embrayage d'entraînement électromagnétique, toute une infrastructure est organisée avec son propre arbre métallique, ses bagues collectrices, ses collecteurs et ses barres de cuivre. Et c'est sans compter la disposition parallèle des canaux électromagnétiques avec les pièces polaires et les contours de la direction des lignes de champ magnétique.

Paramètres de fonctionnement du variateur

La même conception avec un schéma de fonctionnement typique peut nécessiter la connexion de différentes capacités. En outre, les modèles typiques de systèmes d'entraînement diffèrent par la charge électrique, le type de courant, la tension, etc. L'actionneur d'électrovanne le plus simple fonctionne en 220 V, mais il peut également exister des modèles de conception similaire, mais nécessitant un raccordement à des réseaux industriels triphasés en 380 V. Les besoins en alimentation électrique sont déterminés par la taille de l'appareil et les caractéristiques du cœur. Le nombre de tours du moteur, par exemple, détermine directement la quantité d'énergie consommée, et avec elle les propriétés d'isolation, les enroulements et les paramètres de résistance. Concrètement, en ce qui concerne l'infrastructure électrique industrielle, le projet d'intégration du variateur à usage intensif doit prendre en compte la force de traction, les caractéristiques de la boucle de mise à la terre, le schéma de mise en œuvre du dispositif de protection du circuit, etc.

Systèmes d'entraînement modulaires

Le plus courantle facteur de forme structurel pour la production de mécanismes d'entraînement basés sur le principe de fonctionnement électromagnétique est le bloc (ou l'agrégat). Il s'agit d'un dispositif indépendant et quelque peu isolé qui est monté sur le corps du mécanisme cible ou également d'une unité d'actionnement séparée. La différence fondamentale entre de tels systèmes réside dans le fait que leurs surfaces n'entrent pas en contact avec les cavités des liaisons de puissance transitoires et, de plus, les éléments de travail des organes exécutifs de l'équipement cible. Au moins, de tels contacts ne nécessitent pas l'adoption de mesures pour protéger les deux structures. Le type de bloc d'un entraînement électromagnétique est utilisé dans les cas où les unités fonctionnelles doivent être isolées de l'influence négative de l'environnement de travail - par exemple, des risques de corrosion ou d'exposition à la température. Pour fournir une liaison mécanique, la même armature isolée comme une tige est utilisée.

Fonctions d'entraînement intégrées

Une sorte de variateurs de puissance électromagnétiques qui font partie intégrante du système de travail, formant avec lui une infrastructure de communication unique. En règle générale, ces appareils ont des dimensions compactes et un faible poids, ce qui leur permet d'être intégrés dans une variété de structures d'ingénierie sans impact significatif sur leurs caractéristiques fonctionnelles et ergonomiques. D'autre part, l'optimisation du dimensionnement et la nécessité d'élargir les possibilités de raccordement (raccordement direct à l'équipement) limitent les créateurs à fournirhaut degré de protection de ces mécanismes. Par conséquent, des solutions d'isolation typiques et économiques sont en cours de réflexion, comme la séparation de tubes hermétiques, qui aident à protéger les éléments sensibles des effets agressifs de l'environnement de travail. Les exceptions incluent les vannes à vide à entraînement électromagnétique dans un boîtier métallique, auxquelles sont connectés des raccords en plastique à haute résistance. Mais ce sont déjà des modèles agrandis spécialisés qui offrent une protection complète contre les facteurs toxiques, thermiques et mécaniques.

Domaines d'application de l'appareil

Avec l'aide de ce lecteur, les tâches de support mécanique de puissance de différents niveaux sont résolues. Dans les systèmes les plus critiques et les plus complexes, des raccords sans presse-étoupe sont utilisés pour contrôler les dispositifs électromagnétiques, ce qui augmente le degré de fiabilité et de performance des équipements. Dans cette combinaison, les unités sont utilisées dans les réseaux de transport et de communication, dans la maintenance des installations de stockage de produits pétroliers, dans l'industrie chimique, dans les stations de traitement et les usines de diverses industries. Si nous parlons d'appareils simples, alors dans la sphère domestique, un entraînement de ventilateur électromagnétique pour les systèmes d'alimentation et d'évacuation est courant. Les mécanismes de petit format trouvent également leur place dans les appareils sanitaires, les pompes, les compresseurs, etc.

Conclusion

À condition que la structure du mécanisme d'entraînement soit correctement conçue, sur la base d'éléments électromagnétiques, vous pouvez devenir assez rentablesource de force mécanique. Dans les meilleures versions, ces dispositifs se distinguent par une ressource technique élevée, un fonctionnement stable, une consommation d'énergie minimale et une flexibilité en termes de combinaison avec divers actionneurs. Quant aux faiblesses caractéristiques, elles se manifestent par une faible immunité au bruit, particulièrement prononcée lors du fonctionnement de l'entraînement électromagnétique du disjoncteur sur les lignes électriques à haute tension d'une tension de 10 kV. De tels systèmes, par définition, nécessitent une protection spéciale contre les interférences électromagnétiques. De plus, en raison de la complexité technique et structurelle due à l'utilisation d'un mécanisme à levier articulé avec un poussoir et un verrou de maintien dans l'interrupteur, une connexion supplémentaire de dispositifs électriques de protection est nécessaire pour éliminer les risques de courts-circuits dans les circuits.