전자석과 그 응용

전자석은 전류가 흐르는 코일을 사용하여 자기장을 생성합니다. 이 필드를 증폭하고 특정 경로를 따라 자속을 유도하기 위해 대부분의 전자석에는 연자성 강철로 만들어진 자기 회로가 있습니다.

전자석의 응용

전자석은 널리 보급되어 어떤 형태로든 사용되는 기술 분야의 이름을 지정하기가 어렵습니다. 그들은 전기 면도기, 테이프 레코더, 텔레비전 등 많은 가전 제품에서 발견됩니다. 전화, 전신 및 라디오와 같은 통신 기술 장치는 사용하지 않고는 생각할 수 없습니다.

전자석은 전기 기계, 많은 산업 자동화 장치, 다양한 전기 설비를 위한 제어 및 보호 장비의 필수적인 부분입니다. 전자석의 개발 응용 분야는 의료 장비입니다. 마지막으로 거대 전자석은 싱크로파소트론에서 기본 입자를 가속하는 데 사용됩니다.

전자석의 무게는 몇 그램에서 수백 톤까지 다양하며 작동 중에 소비되는 전기 에너지는 밀리와트에서 수만 킬로와트까지 다양합니다.

전자석의 특별한 적용 분야는 전자기 메커니즘입니다. 여기서 전자석은 제한된 각도로 회전하거나 유지력을 생성하기 위해 작업 요소의 필요한 병진 이동을 수행하는 드라이브로 사용됩니다.

이러한 전자석의 예로는 특정 작업 물체를 움직일 때 특정 작업을 수행하도록 설계된 견인 전자석이 있습니다. 전자기 잠금; 전자기 클러치 및 브레이크 및 브레이크 솔레노이드; 계전기, 접촉기, 시동기, 회로 차단기에서 접촉 장치를 작동시키는 전자석; 리프팅 전자석, 진동 전자석 등

많은 장치에서 전자석과 함께 또는 그 대신에 영구 자석이 사용됩니다(예: 금속 절단기의 자기판, 브레이크, 자물쇠 등).

전자석의 분류

전자석은 설계가 매우 다양하여 특성과 매개변수가 다르기 때문에 분류를 통해 작동 중에 발생하는 프로세스를 쉽게 연구할 수 있습니다.

자속을 생성하는 방법과 작용하는 자화력의 특성에 따라 전자석은 직류가 있는 중성 전자석, 직류가 있는 극성 전자석 및 교류가 있는 전자석의 세 그룹으로 나뉩니다.

중성 전자석

중성 DC 전자석에서 작동 자속은 영구 코일을 통해 생성됩니다.전자석의 작용은 이 플럭스의 크기에만 의존하며 방향에는 의존하지 않으므로 전자석 코일의 전류 방향에는 의존합니다. 전류가 없을 때 전기자에 작용하는 자속과 인력은 거의 0입니다.

극성 전자석

극성 DC 전자석은 두 개의 독립적인 자속이 존재한다는 특징이 있습니다. 작동 또는 제어 코일의 자화력의.전류가 없으면 분극 자속에 의해 생성 된 인력이 전기자에 작용합니다.분극 전자석의 작용은 크기와 방향 모두에 따라 달라집니다 작동 플럭스, 즉 작동 코일의 전류 방향.

AC 전자석

교류 전자석에서 코일은 교류 소스에 의해 활성화됩니다. 교류가 통과하는 코일에 의해 생성 된 자속은 크기와 방향 (교류 자속)이 주기적으로 변경되어 전자기 인력 펄스가 공급 주파수의 두 배 주파수로 0에서 최대 값까지 펄스를 발생시킵니다. 현재의.

그러나 견인 전자석의 경우 전자기력을 일정 수준 이하로 낮추는 것은 허용되지 않습니다. 이는 전기자 진동을 유발하고 경우에 따라 정상 작동을 직접 방해하기 때문입니다.따라서 교류 자속으로 작동하는 견인 전자석에서는 힘 리플의 깊이를 줄이기 위한 조치(예: 전자석 극의 일부를 덮는 차폐 코일 사용)에 의지할 필요가 있습니다.

나열된 종류 외에도 전류 보정 전자석이 현재 널리 퍼져 있으며 이는 전력 측면에서 교류 전자석에 기인 할 수 있으며 특성 측면에서 직류 전자석에 가깝습니다. 그들의 작업에는 여전히 몇 가지 특정 기능이 있기 때문입니다.

권선이 켜진 방식에 따라 직렬 권선과 병렬 권선이 있는 전자석이 구분됩니다.

주어진 전류에서 작동하는 직렬 권선은 큰 부분에서 적은 수의 권선으로 만들어집니다. 이러한 코일을 통과하는 전류는 실제로 매개 변수에 의존하지 않지만 코일과 직렬로 연결된 소비자의 특성에 의해 결정됩니다.

주어진 전압에서 작동하는 병렬 권선은 일반적으로 회전 수가 매우 많으며 단면적이 작은 와이어로 만들어집니다.

코일의 특성에 따라 전자석은 장기, 주기적 및 단기 모드로 작동하는 것으로 나뉩니다.

동작 속도 측면에서 전자석은 정상적인 동작 속도, 빠르게 작동 및 느리게 작동할 수 있습니다. 이 구분은 다소 임의적이며 주로 필요한 작업 속도를 달성하기 위해 특별한 조치를 취했는지 여부를 나타냅니다.

위의 모든 특성은 전자석의 설계 특성에 흔적을 남깁니다.

리프팅 전자석

전자기 장치

동시에 실제로 발생하는 모든 다양한 전자석과 함께 동일한 목적을 가진 주요 부품으로 구성됩니다. 여기에는 자화 코일이있는 코일 (여러 코일과 여러 코일이있을 수 있음), 강자성 재료로 만든 자기 회로의 고정 부분 (요크 및 코어) 및 자기 회로의 가동 부분 (전기자)이 포함됩니다. 경우에 따라 자기 회로의 고정 부분은 여러 부분(베이스, 하우징, 플랜지 등)으로 구성됩니다. ㅏ)

전기자는 에어 갭에 의해 자기 회로의 나머지 부분과 분리되며 전자기력을 감지하여 작동 메커니즘의 해당 부분으로 전달하는 전자석의 일부입니다.

자기 회로의 움직이는 부분과 고정 부분을 분리하는 공극의 수와 모양은 전자석의 설계에 따라 다릅니다.유용한 힘이 발생하는 공극을 일꾼이라고 합니다. 앵커의 가능한 움직임 방향으로 힘이 없는 에어 갭은 기생적입니다.

작동 에어 갭을 제한하는 자기 회로의 이동 또는 고정 부분의 표면을 극이라고 합니다.

전자석의 나머지 부분에 대한 전기자의 위치에 따라 외부 인력 전기자 전자석, 개폐식 전기자 전자석 및 외부 가로 이동 전기자 전자석이 구분됩니다.

외부 매력적인 전기자가 있는 전자석의 특징은 코일에 대한 전기자의 외부 위치입니다. 이것은 주로 전기자에서 코어의 끝쪽으로 통과하는 작업 흐름의 영향을 받습니다.전기자의 움직임은 회전(예: 밸브 솔레노이드) 또는 병진일 수 있습니다. 이러한 전자석의 누설 전류(작동 간격 외에 닫힘)는 실질적으로 견인력을 생성하지 않으므로 감소하는 경향이 있습니다. 이 그룹의 전자석은 상당히 큰 힘을 발생시킬 수 있지만 일반적으로 상대적으로 작은 전기자 스트로크와 함께 사용됩니다.

개폐식 전기자 전자석의 독특한 특징은 전기자가 코일 내부의 초기 위치에 부분적으로 배치되고 작동 중 코일에서 추가 이동한다는 것입니다. 특히 공극이 큰 전자석의 누설 자속은 특정 인장력을 생성하므로 특히 상대적으로 큰 전기자 스트로크에 유용합니다. 이러한 전자석은 스톱을 포함하거나 포함하지 않고 만들 수 있으며 작업 간격을 형성하는 표면의 모양은 얻어지는 견인 특성에 따라 다를 수 있습니다.

가장 일반적인 것은 평평하고 잘린 원추형 극이 있는 전자석과 리미터가 없는 전자석입니다. 전기자를 위한 가이드로서 비자성 재료의 튜브가 가장 자주 사용되며, 이는 전기자와 자기 회로의 상부 고정 부분 사이에 기생 갭을 생성합니다.

접을 수 있는 전기자 솔레노이드는 힘을 발생시킬 수 있고 전기자 스트로크가 매우 넓은 범위에서 변하기 때문에 널리 사용됩니다.

외부에서 가로로 움직이는 전기자 전기자가 있는 V 전자석은 자기력선을 통해 이동하여 특정 제한된 각도로 회전합니다.이러한 전자석은 일반적으로 상대적으로 작은 힘을 발생시키지만 극과 전기자 모양을 적절하게 일치시켜 견인 특성의 변화와 높은 반환 계수를 얻을 수 있습니다.

나열된 세 가지 전자석 그룹 각각에는 코일을 통해 흐르는 전류의 특성과 전자석의 지정된 특성 및 매개 변수를 보장해야 할 필요성과 관련된 여러 설계 변형이 있습니다.

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