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Atuadores eletromagnéticos: tipos e aplicações
Na produção e na vida cotidiana, a automação é usada ativamente. Para isso, são utilizados atuadores de vários tipos, hidráulicos, pneumáticos e elétricos. Esses dispositivos incluem, desativam, alteram o modo de operação de mecanismos, sistemas e dispositivos. Neste artigo, veremos alguns atuadores eletromagnéticos.
Atuadores
Para impulsionar vários mecanismos usando motores elétricos e atuadores eletromagnéticos. Por exemplo, motores elétricos são usados para controle automático ou semi-automático de válvulas, o chamado válvulas de fechamento em tubulações, como gás, pneumático, abastecimento de água e outras.
O princípio de operação do atuador eletromagnético é realizar um trabalho com um campo magnético para mover o núcleo associado aos atuadores.
Dispositivo geral
Se considerarmos os atuadores eletromagnéticos de uma forma geral, ele consiste em:
1. Bobinas.
2. O núcleo magnético.
3. Mecanismos e sistemas de trabalho relacionados.
Sob a bobina entende-se um dispositivo eletromagnético - uma bobina enrolada em um mandril com um fio de cobre, dentro do qual existe um núcleo. Outro nome é um solenóide. Mesmo dispositivo tem um relé.
Fora do solenóide, um circuito magnético pode ser localizado, o chamado garfo ferromagnético, é necessário amplificar e direcionar forças magnéticas.
Quando uma corrente elétrica flui através da bobina, um campo magnético aparece, os elementos metálicos da parte executiva (âncora ou núcleo) são atraídos e determinado trabalho é realizado. Assim, a corrente elétrica é convertida em movimento de translação, e esses atuadores podem ser chamados de acionamento elétrico de translação.
Vale ressaltar que a indústria fabrica os dois dispositivos para trabalhar em circuitos CC e CA. Em princípio, os atuadores eletromagnéticos, que contêm retificadores em seu design, são amplamente utilizados em circuitos CA. Isso se deve ao fato de os eletroímãs DC desenvolverem mais tração e terem maior estabilidade nas mesmas dimensões que um eletroímã CA, além de serem mais baratos de fabricar.
Também é importante notar que a maioria dos representantes do acionamento eletromagnético está limitada a duas posições finais do núcleo, como ligar / desligar.
Vamos ver onde esses atuadores são encontrados, começar pelo que é mais comum na vida cotidiana e considerar os projetos industriais.
Relé solenóide de partida ICE
Nos carros, é usado um motor de partida para dar partida no motor - um potente acionamento elétrico CC. Há duas tarefas que precisam ser resolvidas para sua operação:
1. Um motor de partida é um motor elétrico bastante potente; sua potência, dependendo do motor que está sendo lançado, pode variar de 0,5 kW em scooters e motocicletas leves a 10 kW em equipamentos especiais com motores a diesel. Essa potência é necessária para criar um momento suficiente para dar partida na cambota do motor.
Isso levanta o problema de passar uma corrente dessa magnitude, para isso você pode usar um relé, mas, na realidade, tudo é feito de maneira um pouco diferente, mais tarde consideraremos esse problema.
2. O motor de partida aciona o ICE girando o volante, no qual a coroa está gasta - um anel de engrenagem. O motor de partida é conectado ao volante do motor usando uma bendix (esta é uma embreagem de avanço), necessária para impedir a transmissão de torque do motor para o eixo do motor de partida.
Quando você liga o circuito de partida, a bendix é conectada aos dentes da coroa do volante e começa a girá-lo quando o motor arranca e você desliga o circuito de partida - ele volta à sua posição original.
Para resolver esses dois problemas com um dispositivo, um relé de pull-up está instalado no starter. Primeiramente, este relé fecha os contatos de potência (1), através dos quais fluem as correntes de partida e operação do motor de partida. Em segundo lugar, uma haste especial (2) é conectada à parte móvel do relé, que empurra a bendix (3) e, usando a mola (4), a devolve.
Bloqueio eletromagnético
Uma trava eletromagnética permite implementar vários sistemas de segurança, destrancar automaticamente as portas ao se aproximar do proprietário ou ao ler o valor da etiqueta RFID, NFC ou outras tecnologias de comunicação e identificação.
Por exemplo, considere as características de uma das opções. Esta é uma trava eletromecânica.
As características técnicas são bastante interessantes, podem suportar uma força de até 1000 kg, com um consumo de corrente de 0,32A e uma tensão de 12V, ou seja, um pouco mais de 4W de potência. Esses bloqueios são úteis para organizar o ACS ou projetos de casa inteligente.
Existem outras opções para bloqueios eletromagnéticos que funcionam com o mesmo princípio.
Eles são usados juntos com interfones nas portas de entrada das entradas.
Válvula solenóide
As válvulas são instaladas nos dutos para controlar a passagem do meio de trabalho (gás ou líquido). Eles estão normalmente abertos (permitem a passagem de líquido / gás quando a tensão não é fornecida) e normalmente fechados (passam somente quando a tensão é aplicada).
Nesse caso, as válvulas normalmente fechadas são geralmente feitas estruturalmente com fixação elástica, o que evita danos à tubulação durante uma mudança acentuada na pressão, ou seja, ele passa levemente o meio de trabalho para compensar uma mudança acentuada na pressão.
Além disso, em tubulações de alta pressão, a válvula eletromagnética controla a abertura não da tubulação principal, mas do sistema pneumático ou hidráulico, que desbloqueia a parte principal de energia das válvulas de corte.
Assim, é possível organizar o grau de abertura da válvula ou válvula. A implementação é bastante simples - a abertura alternativa da alimentação na substância de controle direto ou reverso da câmara (pneumática ou hidráulica).
De acordo com o princípio da ação, eles se distinguem:
-
ação direta, desencadeada por pressão diferencial zero;
-
piloto (ação indireta), que opera com uma queda de pressão mínima.
E também em:
-
travamento (2/2 vias);
-
distribuir três vias (3/2 vias);
-
válvulas de comutação (2/3 vias).
Válvula solenóide piloto
Abaixo está um diagrama de uma válvula normalmente fechada.
Quando a energia da bobina não é fornecida, a válvula permanece na posição fechada. Um pistão ou diafragma é pressionado firmemente contra sua sede sob pressão da mola.
Quando a energia está conectada à bobina, as forças que surgem neutralizam a mola e a válvula se abre. Observe que a descrição omite vários detalhes que não estão relacionados à eletricidade.
Abaixo está uma válvula normalmente aberta.
Quando a tensão não é fornecida à bobina, ela está aberta e, quando você aplica tensão, ela fecha, esta, como a válvula anterior, precisa manter a tensão de alimentação na bobina para mantê-la.
Além da energia, você também precisa lembrar que eles só funcionam quando o diferencial de pressão. Pode ser usado em aquecimento, abastecimento de água, sistemas pneumáticos.
Válvula solenóide de ação direta
A principal diferença é que, para abrir / fechar, não é necessária uma queda de pressão antes e depois da válvula. Isso significa que eles podem ser usados em tubulações com e sem drenagem de líquidos de contêineres e receptores. Eles geralmente têm pouca ou nenhuma pressão.
Válvula biestável
Outro nome para válvula biestável é pulso.Para manter no estado aberto / fechado, não é necessário manter a tensão de controle. Para mudar de estado, é aplicado um pulso de tensão de uma certa polaridade. Eles trabalham em circuitos de corrente contínua.
Essas válvulas requerem um diferencial de pressão.
Uma válvula eletromagnética ou solenóide é uma válvula de tubulação confiável, com uma longa vida útil (cerca de um milhão de operações de comutação).
Além disso, eles se distinguem pela alta velocidade (30-500 ms, dependendo do diâmetro), que não pode ser fornecida por válvulas acionadas por um motor elétrico. Além disso, ele não requer tal manutenção e ajuste regular, instalação interruptores de limite como as mesmas válvulas de portão.
Solenóide
Os eletroímãs são amplamente utilizados em metalurgia, fabricação e aterros sanitários. Essa é uma ótima opção para levantar e transportar sucata e produtos metálicos.
Existem tipos de eletroímãs:
-
eletroímãs neutros - trabalham a partir de uma corrente contínua;
-
eletroímãs polarizados, trabalham na presença de dois fluxos magnéticos independentes - trabalhando e polarizando;
-
Eletroímã CA - fluxo magnético pulsante de zero a máximo, a vibração da armadura é característica.
Como alguns tipos de motores elétricos, a inclusão de enrolamentos difere:
-
seqüencial quando os enrolamentos são feitos com um fio grosso com um pequeno número de voltas;
-
paralelo quando os enrolamentos são finos e um grande número de voltas.
Então, o modo de operação:
-
De longa duração;
-
Curto prazo;
-
Intermitente.
Conclusão
Um acionamento eletromagnético é uma opção rápida e barata para atuadores. Além disso, na maioria das vezes, possui maior durabilidade do que um acionamento de motor elétrico, devido à falta de peças de trabalho rotativas, caixas de engrenagens.
Veja também: Como fazer um eletroímã com suas próprias mãos
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