Соленоид что это


что это такое, разновидности и устройство. Принцип работы

Соленоид – это обмотка, имеющая цилиндрический вид. Длина этой обмотки в десятки раз превышает ее диаметр. Само слово соленоид происходит из слияния двух терминов «solen», «eidos». Первое из них обозначает «труба», а второе слово переводится как «подобный». На практике, это объясняет форму этой радиодетали, которая имеет вид трубы, но с обмоткой.

Другими словами, соленоид можно назвать отдельным видом катушки индуктивности. При подаче на нее электричества, внутри этой «трубы» образуется электромагнитное поле. Поле, своей силой, втягивает внутрь сердечник, который тем самым совершает механическое действие. Используется это например в изменении положения клапана или открывания замка двери.

В статье будет описано устройство соленоидов, сфера применения и другие вопросы, касающиеся этой радиодетали. Также в статье добавлен интересный файл и видеоролик по данной теме.

Соленоид с подключением

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение. Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Виды соленоидов представлены на рисунке ниже.

Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку. Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид.

Соленоид и сфера применения

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности. Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода.

Эта катушка проволоки становится « электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита. Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

Магнитное поле, создаваемое катушкой

Когда электрический ток проходит через обмотки катушек, он ведет себя как электромагнит, и плунжер, который находится внутри катушки, притягивается к центру катушки с помощью магнитного потока внутри корпуса катушек, который, в свою очередь, сжимает небольшая пружина прикреплена к одному концу плунжера. Сила и скорость движения плунжеров определяются силой магнитного потока, генерируемого внутри катушки.

Когда ток питания выключен (обесточен), электромагнитное поле, созданное ранее катушкой, разрушается, и энергия, накопленная в сжатой пружине, заставляет поршень вернуться в исходное положение покоя. Это движение плунжера вперед и назад известно как «ход» соленоидов, другими словами, максимальное расстояние, на которое плунжер может проходить в направлении «вход» или «выход», например, 0–30 мм.

Такой тип соленоида обычно называется линейным соленоидом из-за линейного направленного движения и действия плунжера. Линейные соленоиды доступны в двух основных конфигурациях, которые называются «тягового типа», так как он тянет подключенную нагрузку к себе, когда они находятся под напряжением, и «толкающего типа», которые действуют в противоположном направлении, отталкивая его от себя при подаче питания. Как притягивающие, так и толкающие типы обычно имеют одинаковую конструкцию, с разницей в расположении возвратной пружины и конструкции плунжера.

Магнитное поле, создаваемое внутри.

Конструкция линейного соленоида вытяжного типа

Линейные соленоиды полезны во многих устройствах, которые требуют движения открытого или закрытого типа (например, внутри или снаружи), таких как дверные замки с электронным управлением, пневматические или гидравлические регулирующие клапаны, робототехника, управление автомобильным двигателем, ирригационные клапаны для полива сада и даже для дверного звонка. Они доступны как открытая рама, закрытая рама или герметичные трубчатые типы.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях). Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ° до +45 ° или от 0 ° до -45 °, а также фиксация в 2 положениях.

Соленоид в металлическом корпусе.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Схема устройства соленоида.

Электромагнитное переключение

Обычно соленоиды, линейные или вращающиеся, работают с приложением постоянного напряжения, но их также можно использовать с синусоидальными напряжениями переменного тока, используя двухполупериодные мостовые выпрямители для выпрямления питания, которые затем можно использовать для переключения соленоида постоянного тока. Малые соленоиды типа DC могут легко управляться с помощью транзисторных или полевых МОП-транзисторов и идеально подходят для использования в роботизированных устройствах.

Однако, как мы видели ранее с электромеханическими реле, линейные соленоиды являются «индуктивными» устройствами, поэтому требуется некоторая электрическая защита через катушку соленоида для предотвращения повреждения полупроводникового переключающего устройства высокими обратными ЭДС. В этом случае используется стандартный «Диод маховика», но вы также можете использовать стабилитрон или варистор малого значения.

Устройство электромагнитного клапана.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода. Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее. Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I 2 R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Рабочий цикл соленоида

Другим более практичным способом уменьшения тепла, выделяемого катушкой соленоидов, является использование «прерывистого рабочего цикла». Прерывистый рабочий цикл означает, что катушка многократно переключается «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на подходящей частоте, чтобы активировать механизм плунжера, но не дать ему обесточиться во время периода ВЫКЛ. Прерывистое переключение рабочего цикла является очень эффективным способом уменьшения общей мощности, потребляемой катушкой.

Рабочий цикл (% ED) соленоида — это часть времени «ВКЛ», когда на электромагнит подается напряжение, и это отношение времени «ВКЛ» к общему времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для одного полного цикла операций. Другими словами, время цикла равно времени включения плюс время выключения. Рабочий цикл выражается в процентах, например:

Затем, если соленоид включен или включен на 30 секунд, а затем выключен на 90 секунд перед повторным включением, один полный цикл, общее время цикла включения / выключения составит 120 секунд, (30 + 90) поэтому рабочий цикл соленоидов будет рассчитываться как 30/120 сек или 25%. Это означает, что вы можете определить максимальное время включения соленоидов, если вам известны значения рабочего цикла и времени выключения.

Например, время выключения равно 15 секундам, рабочий цикл равен 40%, поэтому время включения равно 10 секундам. Соленоид с номинальным рабочим циклом 100% означает, что он имеет постоянное номинальное напряжение и поэтому может быть оставлен включенным или постоянно включен без перегрева или повреждения. В этом уроке о соленоидах мы рассматривали как линейный соленоид, так и вращающийся соленоид как электромеханический привод, который можно использовать в качестве выходного устройства для управления физическим процессом. В следующем уроке мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых исполнительными механизмами, и устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в соответствующее вращательное движение, используя электромагнетизм. Тип устройства вывода, которое мы рассмотрим в следующем уроке — это двигатель постоянного тока.

Материал по теме: Что такое реле времени.

Соленоид в упаковке

Соленоиды косвенного действия

Данный вид соленоида является более сложным, и понадобится больше времени для объяснения механизма его работы. Проще говоря, соленоид косвенного действия состоит из двух клапанов, соединённых в один механизм. Основной клапан (main valve) – это золотник, который работает по описанному выше принципу, второй используемый механизм – это управляющий клапан (pilot valve), который находится между золотником и электромагнитом. Управляющий клапан представляет собой маленький соленоид прямого действия, который активирует нажатие большого золотника. Обратите внимание, что соленоид, показанный на данном изображении, является соленоидом прямого действия, так как он напрямую воздействует на управляющий клапан, но вся конструкция в сборе является соленоидом косвенного действия.

Основное различие между соленоидами прямого действия и косвенного действия в том, как они взаимодействуют с механическими частями маркера. Соленоиды прямого действия работают напрямую с элементами механизма маркера. Соленоиды косвенного действия используют воздушный поток для управления золотником. Основная причина существования соленоидов косвенного действия – это их невероятно низкое потребление энергии по сравнению с соленоидами прямого действия. Например, если соленоиду прямого действия необходимо 4 ватта для воздействия на механизм, то соленоиду косвенного действия для того же воздействия нужно всего 0,5 ватта.

Схема работы соленоида.

Далее соленоиды делятся по количеству потоков. Для функционирования у соленоида должно быть хотя бы одно отверстие, через которое воздух поступает в соленоид, одно отверстие, из которого воздух поступает в механизм, и одно отверстие для сброса воздуха. Но в большинстве случаев используется конструкция с двумя отверстиями для подачи воздуха в механизм маркера и двумя отверстиями сброса воздуха. В настоящее время, в основном, используются три основных типа соленоидов:

  1. Четырёхпоточный золотниковый клапан (four way spool valve). Этот тип используется в большинстве полностью электропневматических маркеров, где для движения поршня назад и вперёд используется воздух. Например Ego, Angel, Shocker, Dye Matrix и т.п. Неправильно названный тривей (three way valve) на кокерах, тоже является примером четырёхпоточного поршня.
  2. Трехпоточный золотник, закрытый в состоянии покоя (3-way spool normally closed). Это трехпоточный клапан, который подаёт воздух при подаче на него напряжения. Когда этот соленоид в состоянии покоя, он не подаёт никакого давления, например pVI Shocker, Invert Mini.
  3. Трёхпоточный золотник, открытый в состоянии покоя (3-way spool normally open). Это трёхпоточный клапан, который подаёт давление в состоянии покоя, и перекрывает поток воздуха, когда на него подаётся напряжение, например Ion.

Управляющий клапан в соленоиде всегда является трёхпоточным, закрытым в состоянии покоя. Когда на соленоид подаётся напряжение, управляющий клапан открывается и подаёт воздух для того, чтобы сдвинуть золотник, который, в свою очередь, может быть и трехпоточным и четырёхпоточным.

Каждый соленоид косвенного действия делится на три сегмента: катушка (coil), управляющий клапан (pilot) и золотник (spool). Катушка – это единственная электромагнитная часть всего механизма. Состоит она из медной проволоки, обмотанной вокруг металлического кожуха, внутри которого находится металлический стержень, являющийся противоположным магнитным компонентом клапана. Стержень изготавливается из стали и имеет пружину с одного конца. На противоположном конце соленоида находится золотник, который является клапаном и основной движущейся частью соленоида. Золотники обычно изготавливаются из латуни или алюминия в зависимости от производителя.

Также на золотнике имеются разнообразные прокладки для того, чтобы перенаправлять воздушные потоки. И, наконец, последняя часть соленоида – управляющий клапан, который является “посредником” между движением стержня катушки и золотника. Основной компонент для управляющего клапана – круглый поршень, который передвигает золотник в открытое положение. Поршень представляет собой маленький пластиковый диск с прокладкой вокруг него. За поршнем находится маленький привод, деталь для удержания привода на месте и маленькая заглушка, находящаяся внутри привода. Большинство этих компонентов, как и корпус управляющего клапана, изготавливается из полимеров для того, чтобы улучшить скольжение и уплотнение.

Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.

В заключение статьи, что же такое двелл? Это время, в течение которого на соленоид подаётся напряжение (соответственно, путь болта маркера в переднее положение + время, которое болт находится в переднем положении, выпуская воздух). При сильном понижении параметра двелл вам придётся компенсировать более короткое время пребывания болта в переднем положении путём повышения рабочего давления маркера, что не будет полезным для вашего маркера. Слишком завышенное значение параметра двелл приведёт к перерасходу воздуха, заряда батареи и большему износу самого соленоида.

Два одинаковых соленоида.

Как проверить работоспособность

Проводник, имеющий форму спирали, в котором возникает магнитное поле, называется соленоидом. Применяется в автомобилях и предназначен для переключения датчиков и клапанов на расстоянии. Таким образом, если клапан или какой-либо датчик перестал функционировать, то, прежде всего, проверке подвергают соленоид.

Для проверки потребуется следующее:

  • компрессор;
  • оборудование для диагностики;
  • различные инструменты – отвертки, ключи и другие.

Для проверки соленоида его необходимо переключить в режим “омметра”. Отыскать соленоид в автомобиле можно посредством технической документации, которая идет с каждым транспортным средством. Соленоид должен быть подключен к бортовому компьютеру. Обратить внимание и на то, в каком состоянии находится клапан. Он может быть закрытым или открытым.

  1. Следующим этапом следует проверка электрического сопротивления соленоида. В работе потребуется применить омметр, который следует подключить к клеммам компонента. О том, каким сопротивлением должен обладать соленоид в горячем и холодном состоянии, указано в технической документации. Проверить контур компонента на замыкание. Необходимо каждый контакт через корпус автомобиля замкнуть. В течение долгого периода эксплуатации в соленоиде скапливается большое количество загрязняющих компонентов. По возможности следует промыть соленоид в бензине. Возможно, что приходится иметь дело с неразборным компонентом. Тогда придется заменить старый соленоид на новый, и можно быть уверенным в том, что проблема устранена.
  2. Соленоид является источником мощного магнитного поля. В результате этого внутри скапливается большое количество металлических микрочастиц. Они оседают на стенках каналов и вскоре начинают препятствовать нормальной работе клапана. Подвижные части работают с перебоями. Удалять металлические микрочастицы можно посредством компрессора. Высокое давление воздуха удалит весь мусор, скопившийся за несколько лет или месяцев эксплуатации. Не забыть обратить внимание на то, в каком состоянии должен находиться клапан в обычном состоянии.
  3. Если соленоид закрыт в нормальном положении, то выполнить простой тест. Отключить устройство от источника питания. После этого направить струю воздуха, которая должна задерживаться внутри, а не выходить через выходной канал. Подать напряжение на соленоид. В данной ситуации воздушная струя должна начать выходить через выходной канал. Если условия выполняются, то можно сказать, что компонент находится в пригодном состоянии.
  4. С иной ситуацией придется столкнуться в случае с нормально открытым соленоидом. Как только компонент был обесточен, воздух должен начать выходить через выходной клапан. При подаче тока канал запирается, и воздух остается внутри.

Электромагнитный клапан.

Наличие короткого замыкания становится причиной низкого сопротивления. Его можно измерить и для этого необходимо отыскать электродвижущую силу, а также ее внутреннее сопротивление. На основании полученных сведений выполнить требуемые расчеты. Для расчета короткого замыкания потребуется лишь тестер.

Заключение

В данной статье представлены основные вопросы работы соленоида или электромагнитного клапана. Более подробно об этом устройстве можно узнать, прочитав статью Электромагнитное поле соленоида. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи выражаем благодарность источникам, откуда была почерпнута информация:

www.wiki.amperka.ru

www.pb-all.ru

www.meanders.ru

www.kinergo.ru

Предыдущая

РадиодеталиЧто такое тепловое реле

Следующая

РадиодеталиЧто такое геркон и как применяется в быту?

Соленоиды. Виды и устройство. Работа и особенности

Цилиндрическая обмотка, которая имеет длину, значительно больше ее диаметра, называется соленоидом. В переводе с английского, это слово обозначает – подобный трубе, то есть, это катушка, похожая на трубу.

Виды соленоидов

По назначению соленоиды разделяют на два класса:

  1. Стационарные. То есть, для магнитных полей стационарного вида, которые долго держатся при некоторых значениях.
  2. Импульсные. Для создания импульсных магнитных полей. Они могут существовать только в краткий период времени, не больше 1 с.

Стационарные способны создать поля не более 2,5х105 Э. Соленоиды импульсного типа могут создать поля 5х106 Э. Если при создании поля соленоиды не подвергаются деформации и не слишком греются, то магнитное поле прямо зависит от проходящего тока: Н = k*I, где k – постоянная величина соленоида, поддающаяся расчету.

Стационарные делятся:
  • Резистивные.
  • Сверхпроводящие.

Резистивные соленоиды производят из материалов, обладающих электрическим сопротивлением. В связи с этим вся подходящая к ним энергия переходит в теплоту. Чтобы избежать теплового разрушения устройства, необходимо отвести лишнее тепло. Для этих целей применяют криогенное или водяное охлаждение. Для этого требуется вспомогательная энергия, сравнимая с требуемой энергией для питания соленоида.

Сверхпроводящие соленоиды производят из сплавов, обладающих свойствами сверхпроводимости. Их электрическое сопротивление равно нулю при различных температурах во время эксперимента. При функционировании сверхпроводящего соленоида теплота выделяется только в подходящих проводниках и источнике напряжения. Источник питания в этом случае можно исключить, так как соленоид функционирует в короткозамкнутом режиме. При этом поле может существовать без расхода энергии бесконечно долго при условии сохранения сверхпроводимости.

Устройства для создания мощных магнитных полей включают в себя три главные части:
  1. Соленоид.
  2. Источник тока.
  3. Система охлаждения.

При проектировании соленоида берут во внимание величины внутреннего канала и мощности источника питания.

Создание устройства с резистивным соленоидом для образования стационарных полей является глобальной научно-технической задачей. В мире, в том числе и в нашей стране, существует всего несколько лабораторий с подобными устройствами. Применяются соленоиды различных конструкций, эксплуатация которых осуществляется около тепловой границы.

Для обслуживания таких устройств необходим персонал, состоящий из работников высокой квалификации, работа которых дорого ценится. Большая часть финансов расходуется на оплату электрической энергии. Эксплуатация и обслуживание таких мощных соленоидов со временем окупается, так как ученые и исследователи различных областей науки, из разных стран могут получать важнейшие результаты для развития науки.

Наиболее сложные и важные задачи можно решить путем применения сверхпроводящих соленоидов. Этот способ более эффективный, экономичный и простой. Для примера можно назвать создание мощных стационарных полей сверхпроводящими соленоидами. Наиболее оригинальное свойство сверхпроводимости – это отсутствие электрического сопротивления у некоторых сплавов и металлов при температуре ниже критического значения.

Явление сверхпроводимости позволяет производить соленоид, не имеющий диссипации энергии при прохождении электрического тока. Однако, образованное поле имеет ограничение в том, что при достижении некоторого значения критического поля свойство сверхпроводимости разрушается, и электрическое сопротивление возобновляется.

Критическое поле повышается при снижении температуры от 0 до наибольшего значения. Еще в 50-х годах прошлого века открыты сплавы, у которых критическая температура находится в интервале от 10 до 20 К. При этом они имеют свойства очень мощных критических полей.

Технология создания таких сплавов и производство из них материалов для катушек соленоидов очень трудоемка и сложна. Поэтому такие устройства имеют высокую стоимость. Однако их эксплуатация недорогая и простая в обслуживании. Для этого необходим только источник питания низкого напряжения небольшой мощности и жидкий гелий. Мощность источника понадобится не выше 1 киловатта. Устройство таких соленоидов состоит из катушки, выполненной из меди и сверхпроводника многожильным проводом, лентой или шиной.

Существует возможность снижения энергетических затрат на создание еще более мощных полей. Эта возможность реализуется в нескольких ведущих странах, в том числе и в России. Такой способ основан на применении комбинации из водоохлаждаемого и сверхпроводящего соленоидов. Его еще называют гибридным соленоидом. В этом устройстве интегрируются наибольшие достижимые поля обоих типов соленоидов.

Водоохлаждаемый соленоид должен находиться внутри сверхпроводящего. Создание гибридного соленоида является объемной и сложной научно-технической проблемой. Для ее решения требуется работа нескольких коллективов научных учреждений. Подобное гибридное устройство эксплуатируется в нашей стране в Академии наук. Там соленоид со сверхпроводящими свойствами имеет массу 1,5 тонны. Обмотка выполнена из специальных сплавов ниобия с цинком и титаном. Обмотка водоохлаждаемого соленоида выполнена медной шиной.

Устройство и принцип действия

Соленоидом также можно назвать катушку индуктивности, которая намотана проводом на каркас в виде цилиндра. Такие катушки могут быть намотаны как одним, так и несколькими слоями. Так как длина обмотки намного больше диаметра, то при подключении постоянного напряжения на эту обмотку, внутри катушки образуется магнитное поле.

Часто соленоидами называют электромеханические устройства, содержащие катушку, внутри которой имеется ферромагнитный сердечник. Такие устройства выполнены в виде втягивающих реле автомобильного стартера, различных электроклапанов. Втягивающим элементом такого своеобразного электромагнита является сердечник из ферромагнитного материала.

Если в устройстве соленоида нет сердечника, то при подключении постоянного тока вдоль обмотки образуется магнитное поле. Индукция этого поля равна:

Где, N – количество витков в обмотке, l – длина катушки, I – ток, протекающий по соленоиду, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

На концах соленоида величина магнитной индукции в два раза ниже, по сравнению с внутренней частью, так как две части соленоида совместно образуют двойное магнитное поле. Это применимо к длинному или бесконечному соленоиду, в сравнении с диаметром каркаса обмотки.

По краям соленоида магнитная индукция равна:

Так как соленоиды являются катушками индуктивности, следовательно, соленоид может запасать энергию в магнитном поле. Эта энергия равна работе, совершаемой источником, для образования тока в обмотке.

Этот ток образует в соленоиде магнитное поле:

Если ток в катушке изменяется, то возникает ЭДС самоиндукции. В этом случае напряжение на соленоиде определяется:

Индуктивность соленоида определяется:

Где, V – объем катушки соленоида, z – длина проводника катушки, n – количество витков, l – длина катушки, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

При подключении к проводникам соленоида переменного напряжения, магнитное поле будет создаваться тоже переменным. Соленоид имеет сопротивление переменному току в виде комплекса двух составляющих: активной и реактивной. Они зависят от индуктивности и электрического сопротивления проводника катушки.

Похожие темы:

Соленоид - Solenoid - qaz.wiki

Иллюстрация соленоида

Соленоида ( oʊ л ə п ɔɪ д / , от греческого σωληνοειδής sōlēnoeidḗs , «трубчатый») представляет собой тип электромагнита , целью которого является создание контролируемого магнитного поля через катушку , намотанную в плотно упакованная спираль . Катушка может быть расположена так, чтобы создавать однородное магнитное поле в объеме пространства, когда через нее пропускается электрический ток . Термин соленоид был придуман в 1823 году Андре-Мари Ампером для обозначения спиральной катушки.

При изучении электромагнетизма соленоид представляет собой катушку, длина которой существенно превышает ее диаметр. Спиральная катушка соленоида не обязательно должна вращаться вокруг прямой оси; например, электромагнит Уильяма Стерджена 1824 года состоял из соленоида, изогнутого в форме подковы.

В технике этот термин может также относиться к множеству преобразователей, которые преобразуют энергию в линейное движение. Проще говоря, соленоид преобразует электрическую энергию в механическую работу . Термин также часто используется для обозначения электромагнитного клапана , интегрированного устройства , содержащего электромеханический соленоид , который приводит в действие либо с пневматическим или гидравлическим клапаном, или электромагнитный переключатель, который является типом специфика реле , что внутренне использует электромеханический соленоид для управления электрический выключатель ; например, соленоид автомобильного стартера или линейный соленоид. Также существуют электромагнитные болты , один из видов электромеханического запирающего механизма. В электромагнитной технологии соленоид - это узел исполнительного механизма со скользящим ферромагнитным плунжером внутри катушки. Без питания плунжер выходит на часть своей длины за пределы катушки; приложение силы втягивает поршень в катушку. Электромагниты с неподвижными сердечниками не считаются соленоидами.

Бесконечный непрерывный соленоид

Бесконечный соленоид имеет бесконечную длину, но конечный диаметр. «Непрерывный» означает, что соленоид образован не дискретными катушками конечной ширины, а множеством бесконечно тонких катушек без промежутков между ними; в этой абстракции соленоид часто рассматривается как цилиндрический лист проводящего материала.

Внутри

Рисунок 1: Бесконечный соленоид с тремя произвольными петлями Ампера, обозначенными a , b и c . Интегрирование по пути c показывает, что магнитное поле внутри соленоида должно быть радиально однородным.

Магнитное поле внутри бесконечно длинного соленоида однородно и его сила ни зависит от расстояния от оси , ни на площадь поперечного сечения соленоида.

Это результат плотности магнитного потока вокруг соленоида, который является достаточно длинным, чтобы можно было игнорировать краевые эффекты. На рисунке 1 мы сразу знаем, что вектор плотности потока указывает в положительном направлении z внутри соленоида и в отрицательном направлении z вне соленоида. Мы подтверждаем это, применяя правило захвата правой рукой для поля вокруг проволоки. Если мы обхватим правой рукой провод, указав большим пальцем в направлении тока, изгиб пальцев покажет, как ведет себя поле. Поскольку мы имеем дело с длинным соленоидом, все компоненты магнитного поля, не направленные вверх, компенсируются симметрией. Снаружи происходит аналогичная отмена, а поле только направлено вниз.

Теперь рассмотрим воображаемую петлю c, которая находится внутри соленоида. По закону Ампера мы знаем, что линейный интеграл от B (вектора плотности магнитного потока) вокруг этой петли равен нулю, так как она не включает в себя электрические токи (можно также предположить, что циркуляционное электрическое поле, проходящее через петлю, является постоянным при таком условия: постоянный или постоянно меняющийся ток через соленоид). Выше мы показали, что поле направлено вверх внутри соленоида, поэтому горизонтальные участки петли c не вносят никакого вклада в интеграл. Таким образом, интеграл от верхней части 1 равен интегралу обратной стороны 2. Поскольку мы можем произвольно изменять размеры контура и получить тот же результат, единственное физическое объяснение состоит в том, что подынтегральные выражения фактически равны, то есть магнитное поле внутри соленоида радиально однородно. Однако обратите внимание, что ничто не запрещает ему изменяться в продольном направлении, что на самом деле так и есть.

за пределами

Аналогичный аргумент можно применить к контуру а, чтобы сделать вывод, что поле вне соленоида радиально однородно или постоянно. Этот последний результат, который строго выполняется только около центра соленоида, где силовые линии параллельны его длине, важен, поскольку он показывает, что плотность потока снаружи практически равна нулю, поскольку радиусы поля вне соленоида будут стремиться к бесконечность.

Также можно использовать интуитивный аргумент, чтобы показать, что плотность потока вне соленоида фактически равна нулю. Линии магнитного поля существуют только как петли, они не могут расходиться или сходиться к точке, как силовые линии электрического поля (см . Закон Гаусса для магнетизма ). Силовые линии магнитного поля следуют продольной траектории соленоида внутри, поэтому они должны проходить в противоположном направлении за пределами соленоида, чтобы линии могли образовывать петлю. Однако объем снаружи соленоида намного больше, чем объем внутри, поэтому плотность силовых линий снаружи значительно снижается. Напомним, что внешнее поле постоянно. Чтобы общее количество силовых линий было сохранено, внешнее поле должно стремиться к нулю по мере увеличения длины соленоида.

Конечно, если соленоид выполнен в виде проволочной спирали (как это часто делается на практике), то он излучает внешнее поле так же, как одиночный провод, из-за тока, протекающего по всей длине соленоида.

Количественное описание

На рисунке показано, как закон Ампера можно применить к соленоиду.

Применение закона обмоток Ампера к соленоиду (см. Рисунок справа) дает нам

B л знак равно μ 0 N я , {\ displaystyle Bl = \ mu _ {0} NI,}

где - плотность магнитного потока , - длина соленоида, - магнитная постоянная , количество витков и сила тока. Отсюда получаем B {\ displaystyle B} л {\ displaystyle l} μ 0 {\ displaystyle \ mu _ {0}} N {\ displaystyle N} я {\ displaystyle I}

B знак равно μ 0 N я л . {\ displaystyle B = \ mu _ {0} {\ frac {NI} {l}}.}

Это уравнение справедливо для соленоида в свободном пространстве, что означает, что проницаемость магнитного пути такая же, как проницаемость свободного пространства μ 0 .

Если соленоид погружен в материал с относительной проницаемостью μ r , то поле увеличивается на эту величину:

B знак равно μ 0 μ р N я л . {\ displaystyle B = \ mu _ {0} \ mu _ {\ mathrm {r}} {\ frac {NI} {l}}.}

В большинстве соленоидов соленоид не погружен в материал с более высокой проницаемостью, а скорее некоторая часть пространства вокруг соленоида имеет материал с более высокой проницаемостью, а часть - просто воздух (который ведет себя как свободное пространство). В этом сценарии полный эффект материала с высокой проницаемостью не виден, но будет эффективная (или кажущаяся) проницаемость μ eff такая, что 1 ≤  μ eff  ≤  μ r .

Включение ферромагнитного сердечника, такого как железо , увеличивает величину плотности магнитного потока в соленоиде и повышает эффективную проницаемость магнитного пути. Это выражается формулой

B знак равно μ 0 μ е ж ж N я л знак равно μ N я л , {\ displaystyle B = \ mu _ {0} \ mu _ {\ mathrm {eff}} {\ frac {NI} {l}} = \ mu {\ frac {NI} {l}},}

где μ eff - эффективная или кажущаяся проницаемость керна. Эффективная проницаемость является функцией геометрических свойств керна и его относительной проницаемости. Термины относительная проницаемость (свойство только материала) и эффективная проницаемость (свойство всей конструкции) часто путают; они могут различаться на много порядков.

Для открытой магнитной структуры соотношение между эффективной проницаемостью и относительной проницаемостью определяется следующим образом:

μ е ж ж знак равно μ р 1 + k ( μ р - 1 ) , {\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {eff}} = {\ frac {\ mu _ {r}} {1 + k (\ mu _ {r} -1)}},}

где k - коэффициент размагничивания сердечника.

Конечный непрерывный соленоид

Конечный соленоид - это соленоид конечной длины. Непрерывный означает, что соленоид образован не отдельными катушками, а листом проводящего материала. Мы предполагаем, что ток равномерно распределен по поверхности соленоида с поверхностной плотностью тока K ; в цилиндрических координатах :

K → знак равно я л ϕ ^ . {\ displaystyle {\ vec {K}} = {\ frac {I} {l}} {\ hat {\ phi}}.}

Магнитное поле можно найти с помощью векторного потенциала , который для конечного соленоида радиуса R и длины l в цилиндрических координатах равен ( ρ , ϕ , z ) {\ displaystyle (\ rho, \ phi, z)}

А ϕ знак равно μ 0 я 4 π 1 л р ρ [ ζ k ( k 2 + час 2 - час 2 k 2 час 2 k 2 K ( k 2 ) - 1 k 2 E ( k 2 ) + час 2 - 1 час 2 Π ( час 2 , k 2 ) ) ] ζ - ζ + , {\ displaystyle A _ {\ phi} = {\ frac {\ mu _ {0} I} {4 \ pi}} {\ frac {1} {l}} {\ sqrt {\ frac {R} {\ rho} }} \ left [\ zeta k \ left ({\ frac {k ^ {2} + h ^ {2} -h ^ {2} k ^ {2}} {h ^ {2} k ^ {2}}) } K (k ^ {2}) - {\ frac {1} {k ^ {2}}} E (k ^ {2}) + {\ frac {h ^ {2} -1} {h ^ {2 }}} \ Pi (h ^ {2}, k ^ {2}) \ right) \ right] _ {\ zeta _ {-}} ^ {\ zeta _ {+}},}

где

ζ ± знак равно z ± л 2 , {\ displaystyle \ zeta _ {\ pm} = z \ pm {\ frac {l} {2}},}
час 2 знак равно 4 р ρ ( р + ρ ) 2 , {\ displaystyle h ^ {2} = {\ frac {4R \ rho} {(R + \ rho) ^ {2}}},}
k 2 знак равно 4 р ρ ( р + ρ ) 2 + ζ 2 , {\ Displaystyle к ^ {2} = {\ гидроразрыва {4R \ rho} {(R + \ rho) ^ {2} + \ zeta ^ {2}}},}
K ( м ) знак равно ∫ 0 π / 2 1 1 - м грех 2 ⁡ θ d θ , {\ Displaystyle К (м) = \ int _ {0} ^ {\ pi / 2} {\ frac {1} {\ sqrt {1-m \ sin ^ {2} \ theta}}} d \ theta,}
E ( м ) знак равно ∫ 0 π / 2 1 - м грех 2 ⁡ θ d θ , {\ displaystyle E (m) = \ int _ {0} ^ {\ pi / 2} {\ sqrt {1-m \ sin ^ {2} \ theta}} d \ theta,}
Π ( п , м ) знак равно ∫ 0 π / 2 1 ( 1 - п грех 2 ⁡ θ ) 1 - м грех 2 ⁡ θ d θ . {\ displaystyle \ Pi (n, m) = \ int _ {0} ^ {\ pi / 2} {\ frac {1} {(1-n \ sin ^ {2} \ theta) {\ sqrt {1- m \ sin ^ {2} \ theta}}}} d \ theta.}

Здесь , и полные эллиптические интегралы первого, второго и третьего рода. K ( м ) {\ Displaystyle К (м)} E ( м ) {\ Displaystyle E (м)} Π ( п , м ) {\ Displaystyle \ Pi (п, м)}

С помощью

B → знак равно ∇ × А → , {\ displaystyle {\ vec {B}} = \ nabla \ times {\ vec {A}},}

плотность магнитного потока получается как

B ρ знак равно μ 0 я 4 π 2 л р ρ [ k 2 - 2 k K ( k 2 ) + 2 k E ( k 2 ) ] ζ - ζ + , {\ displaystyle B _ {\ rho} = {\ frac {\ mu _ {0} I} {4 \ pi}} {\ frac {2} {l}} {\ sqrt {\ frac {R} {\ rho} }} \ left [{\ frac {k ^ {2} -2} {k}} K (k ^ {2}) + {\ frac {2} {k}} E (k ^ {2}) \ right ] _ {\ zeta _ {-}} ^ {\ zeta _ {+}},}
B z знак равно μ 0 я 4 π 1 л 1 р ρ [ ζ k ( K ( k 2 ) + р - ρ р + ρ Π ( час 2 , k 2 ) ) ] ζ - ζ + . {\ displaystyle B_ {z} = {\ frac {\ mu _ {0} I} {4 \ pi}} {\ frac {1} {l}} {\ frac {1} {\ sqrt {R \ rho} }} \ left [\ zeta k \ left (K (k ^ {2}) + {\ frac {R- \ rho} {R + \ rho}} \ Pi (h ^ {2}, k ^ {2}) \ right) \ right] _ {\ zeta _ {-}} ^ {\ zeta _ {+}}.}

На оси симметрии радиальная составляющая обращается в нуль, а осевая составляющая поля равна

B z знак равно μ 0 N я 2 ( л / 2 - z л р 2 + ( л / 2 - z ) 2 + л / 2 + z л р 2 + ( л / 2 + z ) 2 ) {\ displaystyle B_ {z} = {\ frac {\ mu _ {0} NI} {2}} {\ Biggl (} {\ frac {l / 2-z} {l {\ sqrt {R ^ {2}) + (l / 2-z) ^ {2}}}}} + {\ frac {l / 2 + z} {l {\ sqrt {R ^ {2} + (l / 2 + z) ^ {2}) }}}} {\ Biggr)}} .

Внутри соленоида, вдали от концов ( ), это значение стремится к постоянному значению . | z | ≪ л / 2 - р {\ displaystyle | z | \ ll l / 2-R} B знак равно μ 0 N я / л {\ displaystyle B = \ mu _ {0} NI / l}

Оценка конечного прерывистого соленоида

Для случая, когда радиус намного больше длины соленоида, плотность магнитного потока через центр соленоида (в направлении z , параллельно длине соленоида, где катушка центрирована при z = 0) может можно оценить как магнитную индукцию одиночной круглой проводящей петли:

B z знак равно μ 0 я N р 2 2 ( р 2 + z 2 ) 3 2 {\ displaystyle B_ {z} = {\ frac {\ mu _ {0} INR ^ {2}} {2 (R ^ {2} + z ^ {2}) ^ {\ frac {3} {2}} }}}

Для случаев, когда радиус невелик по сравнению с длиной, эта оценка может быть дополнительно уточнена путем суммирования ее по количеству N витков / витков проволоки в различных положениях вдоль z .

Примеры нестандартных соленоидов (а) разреженный соленоид, (б) соленоид с переменным шагом, (в) нецилиндрический соленоид

Неправильные соленоиды

В категории конечных соленоидов есть те, которые редко намотаны с одним шагом, редко намотаны с переменным шагом (соленоиды с переменным шагом) или с переменным радиусом для разных петель (нецилиндрические соленоиды). Их называют нерегулярными соленоидами. Они нашли применение в различных областях, таких как соленоиды с редкой намоткой для беспроводной передачи энергии, соленоиды с переменным шагом для магнитно-резонансной томографии (МРТ) и нецилиндрические соленоиды для других медицинских устройств.

Расчет собственной индуктивности и емкости не может быть выполнен с использованием тех, которые используются для традиционных соленоидов, то есть с плотно намотанными соленоидами. Были предложены новые методы расчета собственной индуктивности (коды доступны на) и емкости. (коды доступны по адресу)

Индуктивность

Как показано выше, плотность магнитного потока внутри катушки практически постоянна и определяется выражением B {\ displaystyle B}

B знак равно μ 0 N я л , {\ displaystyle B = \ mu _ {0} {\ frac {NI} {l}},}

где μ 0 - магнитная постоянная , количество витков, ток и длина катушки. Пренебрегая концевыми эффектами, общий магнитный поток, проходящий через катушку, получается путем умножения плотности потока на площадь поперечного сечения : N {\ displaystyle N} я {\ displaystyle I} л {\ displaystyle l} B {\ displaystyle B} А {\ displaystyle A}

Φ знак равно μ 0 N я А л . {\ displaystyle \ Phi = \ mu _ {0} {\ frac {NIA} {l}}.}

В сочетании с определением индуктивности

L знак равно N Φ я , {\ displaystyle L = {\ frac {N \ Phi} {I}},}

индуктивность соленоида равна

L знак равно μ 0 N 2 А л . {\ displaystyle L = \ mu _ {0} {\ frac {N ^ {2} A} {l}}.}

Таблица индуктивности коротких соленоидов с различным соотношением диаметра к длине была рассчитана Деллингером, Уиттмором и Ульдом.

Это, а также индуктивность более сложных форм, можно получить из уравнений Максвелла . Для жестких катушек с воздушным сердечником индуктивность зависит от геометрии катушки и количества витков и не зависит от тока.

Аналогичный анализ применим к соленоиду с магнитопроводом, но только если длина катушки намного больше, чем произведение относительной проницаемости магнитопровода на диаметр. Это ограничивает простой анализ сердечниками с низкой проницаемостью или очень длинными тонкими соленоидами. Наличие сердечника можно учесть в приведенных выше уравнениях, заменив магнитную постоянную μ 0 на μ или μ 0 μ r , где μ представляет проницаемость, а μ r - относительную проницаемость . Обратите внимание, что, поскольку проницаемость ферромагнитных материалов изменяется в зависимости от приложенного магнитного потока, индуктивность катушки с ферромагнитным сердечником обычно изменяется в зависимости от тока.

Приложения

Электромеханический соленоид

Объяснение 1920 года коммерческого соленоида, используемого в качестве электромеханического привода.

Электромеханические соленоиды состоят из электромагнитно индуктивной катушки, намотанной на подвижную стальную или железную пробку (называемую якорем ). Катушка имеет такую ​​форму, что якорь можно перемещать в пространство в центре катушки и из него, изменяя индуктивность катушки и тем самым становясь электромагнитом . Движение якоря используется для создания механической силы в каком-либо механизме, например, для управления пневматическим клапаном . Несмотря на то, что соленоиды обычно слабы на любых расстояниях, кроме очень коротких, они могут управляться напрямую схемой контроллера и, следовательно, иметь очень быстрое время реакции.

Сила, приложенная к якорю, пропорциональна изменению индуктивности катушки по отношению к изменению положения якоря и току, протекающему через катушку (см . Закон индукции Фарадея ). Сила, приложенная к якорю, всегда будет перемещать якорь в направлении, увеличивающем индуктивность катушки.

Электромеханические соленоиды обычно используются в электронных маркерах для пейнтбола , автоматах для игры в пинбол , матричных принтерах и топливных инжекторах . В некоторых дверных звонках в жилых домах используются электромеханические соленоиды, в результате чего электризация катушки заставляет якорь ударять по металлической перемычке. Электромеханический, или рабочий соленоид, возможно, впервые был изобретен в Англии Иллитисом Августом Тиммисом. В 1893 году ему был выдан патент US 506282 на соленоид, имеющий стержень из железа и внешнюю оболочку для эффективного распространения магнитного потока, как это делается сегодня.

Пропорциональный соленоид

К этой категории соленоидов относятся магнитные цепи уникальной конструкции, которые влияют на аналоговое позиционирование плунжера или якоря соленоида в зависимости от тока катушки. Эти соленоиды, осевые или вращающиеся, используют геометрию, несущую магнитный поток, которая создает высокую пусковую силу (крутящий момент) и имеет участок, который быстро начинает насыщаться магнитным путем. Результирующий профиль силы (крутящего момента) по мере того, как соленоид продвигается через свой рабочий ход, почти плоский или снижается от высокого до более низкого значения. Соленоид может быть полезен для позиционирования, остановки в середине хода или для срабатывания при низкой скорости; особенно в системе управления с обратной связью. Однонаправленный соленоид сработает против противодействующей силы, или двойная соленоидная система будет работать самостоятельно. Пропорциональная концепция более подробно описана в публикации SAE 860759 (1986).

Фокусировка магнитного поля и сопутствующее ему измерение потока, как показано в документе SAE, требуется для создания высокого пускового усилия в начале хода соленоида и для поддержания уровня или уменьшения силы по мере того, как соленоид перемещается через свой диапазон смещения. Это совершенно противоположно тому, что происходит с обычными соленоидами с уменьшающимся воздушным зазором. Фокусировка магнитного поля к рабочему воздушному зазору первоначально создает высокий mmf (ампер-витки) и относительно низкий уровень магнитного потока через воздушный зазор. Этот высокий продукт потока mmf x (считываемая энергия) создает высокую пусковую силу. При увеличении плунжера (ds) энергия движения F ∙ ds извлекается из энергии воздушного зазора. Из-за приращения движения плунжера незначительно увеличивается проницаемость воздушного зазора, увеличивается магнитный поток, незначительно уменьшается mmf в воздушном зазоре; все это приводит к поддержанию высокого продукта потока mmf x. Из-за повышенного уровня магнитного потока рост падений ампер-витков в других частях железной цепи (преимущественно в геометрии полюсов) вызывает уменьшение ампер-витков воздушного зазора и, следовательно, снижение потенциальной энергии поля в воздушном зазоре. Дальнейшее увеличение плунжера вызывает постоянное уменьшение силы соленоида, тем самым создавая идеальные условия для управления движением, которое контролируется током, подаваемым на катушку соленоида. Вышеупомянутая геометрия полюса с линейно изменяющейся площадью траектории приводит к почти линейному изменению силы. Противодействующее усилие пружины или двухсторонний соленоид (две катушки) позволяет контролировать движение вперед и назад. Управление с обратной связью улучшает линейность и жесткость системы.

Поворотный соленоид

Поворотный соленоид - это электромеханическое устройство, используемое для вращения храпового механизма при подаче питания. Они использовались в 1950-х годах для автоматизации поворотного переключателя в электромеханических элементах управления. При повторном нажатии поворотного соленоида мгновенный переключатель перемещается вперед на одно положение. Два поворотных привода на противоположных концах вала поворотного кнопочного переключателя могут перемещать или реверсировать положение переключателя.

Поворотный соленоид похож на линейный соленоид, за исключением того, что сердечник якоря установлен в центре большого плоского диска, с тремя наклонными дорожками качения, вписанными в нижнюю часть диска. Эти канавки совпадают с дорожками качения на корпусе соленоида, разделенными шарикоподшипниками в дорожках качения.

Когда соленоид активирован, сердечник якоря магнитно притягивается к полюсу статора, и диск вращается на шарикоподшипниках в дорожках качения по мере продвижения к корпусу катушки. При отключении питания пружина на диске возвращает его в исходное положение как во вращении, так и в осевом направлении.

Вращающийся соленоид был изобретен в 1944 году Джорджем Х. Леландом из Дейтона, штат Огайо, чтобы обеспечить более надежный и устойчивый к ударам / вибрации механизм сброса бомб, сбрасываемых с воздуха. Ранее использовавшиеся линейные (осевые) соленоиды были подвержены непреднамеренному срабатыванию. В патенте США № 2496880 описываются электромагнит и наклонные дорожки качения, которые составляют основу изобретения. Инженер Леланда, Эрл В. Керман, сыграл важную роль в разработке совместимой скобы сброса бомбы, которая включала в себя вращающийся соленоид. Кандалы этого типа обнаружены в фюзеляже самолета B-29, выставленном в Национальном музее ВВС США в Дейтоне, штат Огайо. Соленоиды этого разнообразия продолжают использоваться в бесчисленном множестве современных приложений и по-прежнему производятся под оригинальным брендом Leland "Ledex", который теперь принадлежит Johnson Electric .

Появившийся на рынке в 1980-х годах, исключительно поворотный соленоид со сбалансированным 3-лопастным ротором с железными лопастями предлагал улучшенную изоляцию от вибрации за счет исключения осевого движения ротора . Это устройство обеспечивает пропорциональное бесшумное позиционирование, а также быстрое вращение для сортировки почты и ворот конвейера. Затем последовала версия ротора с постоянным магнитом (патент США 5,337,030; 1994), которая обеспечивала быстрое электрическое двунаправленное вращение.

Роторная звуковая катушка

Вращающаяся звуковая катушка - это вращающаяся версия соленоида. Обычно неподвижный магнит находится снаружи, а часть катушки движется по дуге, управляемой током, протекающим через катушки. Вращающиеся звуковые катушки широко используются в таких устройствах, как дисководы . Рабочая часть измерителя с подвижной катушкой также представляет собой тип вращающейся звуковой катушки, которая вращается вокруг оси указателя, обычно используется волосковая пружина, чтобы обеспечить слабую почти линейную восстанавливающую силу.

Пневматический электромагнитный клапан

Соленоид пневмоклапана

Пневматический соленоидный клапан - это переключатель для направления воздуха к любому пневматическому устройству, обычно к приводу , позволяя относительно небольшому сигналу управлять большим устройством. Это также интерфейс между электронными контроллерами и пневматическими системами.

Гидравлический электромагнитный клапан

Гидравлические соленоидные клапаны в целом аналогичны пневматическим электромагнитным клапанам, за исключением того, что они регулируют поток гидравлической жидкости (масла), часто при давлении около 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар, 21 МПа, 21 МН / м²). Гидравлическое оборудование использует соленоиды для управления потоком масла к гидроцилиндрам или исполнительным механизмам. Клапаны с электромагнитным управлением часто используются в ирригационных системах, где относительно слабый соленоид открывает и закрывает небольшой пилотный клапан, который, в свою очередь, активирует главный клапан, прикладывая давление жидкости к поршню или диафрагме, которые механически соединены с основным клапаном. Соленоиды также используются в повседневных предметах домашнего обихода, например, в стиральных машинах, для управления потоком и количеством воды в барабане.

Соленоиды трансмиссии управляют потоком жидкости через автоматическую трансмиссию и обычно устанавливаются в корпусе клапана трансмиссии.

Соленоид автомобильного стартера

В легковом или грузовом автомобиле соленоид стартера является частью системы зажигания автомобильного двигателя. На соленоид стартера поступает большой электрический ток от автомобильного аккумулятора и небольшой электрический ток от замка зажигания . Когда ключ зажигания включен (т.е. когда ключ повернут для запуска автомобиля), небольшой электрический ток вынуждает соленоид стартера замкнуть пару тяжелых контактов, тем самым передавая большой электрический ток на стартер . Это разновидность реле .

Соленоиды стартера также могут быть встроены в сам стартер, часто видимые снаружи стартера. Если соленоид стартера получает недостаточную мощность от аккумуляторной батареи, он не запускает двигатель и может издавать частый характерный «щелкающий» или «щелкающий» звук. Это может быть вызвано разряженным или разряженным аккумулятором, корродированными или неплотными соединениями с аккумулятором, а также сломанным или поврежденным положительным (красным) кабелем от аккумулятора. Любой из них приведет к подаче на соленоид некоторой мощности, но недостаточной для удержания тяжелых контактов в замкнутом состоянии, поэтому сам стартер никогда не вращается, и двигатель не запускается.

Смотрите также

Рекомендации

внешние ссылки

СОЛЕНОИД — Физический энциклопедический словарь

(от греч. solen — трубка и eidos — вид), свёрнутый в спираль изолированный проводник, по к-рому течёт электрич. ток. Обладает значит. индуктивностью и малым активным сопротивлением и ёмкостью. В ср. части внутр. полости С., длина к-рого значительно больше диаметра, магн. поле С. направлено параллельно его оси и однородно (рис.), причём его напряжённость пропорц. силе тока и (приближённо) числу витков.

Внеш. магн. поле С. подобно полю стержневого магнита. С. с железным сердечником во внутр. полости представляет собой электромагнит.

Источник: Физический энциклопедический словарь на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. соленоид — СОЛЕН’ОИД, соленоида, ·муж. (от ·греч. solen — трубка и eidos — вид) (тех., физ.). Проволочная спираль, вокруг которой, при пропускании электрического тока, создается магнитное поле. Толковый словарь Ушакова
  2. соленоид — -а, м. физ., тех. Намотанный на цилиндрическую поверхность проводник, по которому течет электрический ток. [От греч. σωλήν — трубка и ε’ι̃δου — вид] Малый академический словарь
  3. соленоид — орф. соленоид, -а Орфографический словарь Лопатина
  4. соленоид — соленоид м. Проволочная спираль, намотанная на сердечник, вокруг которой при пропускании электрического тока создается магнитное поле. Толковый словарь Ефремовой
  5. соленоид — Соленоид, соленоиды, соленоида, соленоидов, соленоиду, соленоидам, соленоид, соленоиды, соленоидом, соленоидами, соленоиде, соленоидах Грамматический словарь Зализняка
  6. Соленоид — См. Гальванизм и Электродинамика. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  7. соленоид — Солен/о́ид/. Морфемно-орфографический словарь
  8. соленоид — Соленоида, м. [от греч. solen – трубка и eidos – вид] (тех., физ.). Проволочная спираль, вокруг к-рой, при пропускании электрического тока, создается магнитное поле. Большой словарь иностранных слов
  9. соленоид — сущ., кол-во синонимов: 1 катушка 19 Словарь синонимов русского языка
  10. Соленоид — (от греч. solen — трубка и eidos — вид) катушка индуктивности обычно в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. В средней части внутренней полости... Большая советская энциклопедия
  11. СОЛЕНОИД — СОЛЕНОИД, ЭЛЕКТРОМАГНИТ, в котором мягкий железный сердечник двигается, открывая или закрывая электрическую цепь, таким образом работая как переключатель, или РЕЛЕ. Научно-технический словарь
  12. соленоид —

Соленоиды АКПП. Что это? Описание Классификация, Проблемы, Болезни.

Данные являются справочными и не исключен процент неточностей. Перепроверяйте в других источниках.

Замена соленоида

Какой соленоид отвечает за 4 (заднюю, 1-2) передачу? Определить можно по мануалу для своей коробки … подробнее

Частые вопросы

Заменой соленоида иногда можно временно решить проблемы автомата, чаще всего с коробками DP0, где … подробнее

Проверка соленоидов

Проверить исправность соленоида можно омметром (для он-офф соленоидов) и … подробнее

Самый частый вопрос владельцев АКПП: «АКПП стала плохо переключаться, Компьютер показывает проблему в соленоиде В (С, D...). Скажите какой соленоид мне заменить, чтобы все опять заработало?» Кажется, что стоит заменить какой-то небольшой клапан-соленоид и можно опять ездить. Правда или нет? — здесь.

Что такое Соленоид?

Соленоид в АКПП это электромеханический кран-регулятор в АКПП, который в ответ на электроимпульс компьютера открывает или закрывает канал в гидроплите для управления потоками гидравлической жидкости.

Соленоиды управляют гидравлическими переключениями режимов работы современных АКПП, вариаторов и ДСГ. (Исключениями являются электрический Степ-мотор JF011 и Электроприводы некоторых ДСГ с сухим сцеплением)

Соленоиды пришли на смену Говернору - примитивному механико-гидравлическому клапану, переключавшему скорости в гидравлически управляемых трансмиссиях, типа того, что в унитазе открывает и закрывает воду для заполнения смывного бачка.

Конструкция соленоидов использует школьный опыт с магнитным стержнем

Соленоиды: что это такое, и основные неисправности и их устранение

Приветствую вас, дорогие мои читатели. Не буду вас утомлять терминами из энциклопедии, благо таких хоть пруд пруди. Постараюсь доходчиво и популярно рассказать про соленоиды, которые повсеместно присутствуют в наших автомобилях.

Что такое соленоид

Все просто: металлический или магнитный стержень , который помещен внутрь обмотки (катушки индуктивности). Когда на обмотку (катушку индуктивности) подается напряжение, создается магнитное поле, которое притягивает или отталкивает тот самый стержень. На конец стержня (сердечника) прикрепляется элемент, который необходимо привести в движение.

Где применяются соленоиды

Говоря коротко — в тягах. Другими словами если что-то нужно толкнуть или подтянуть, применяется соленоид. Соленоиды вы встретите в простых электромагнитных клапанах, тягах центрального замка, воздушных заслонках в климат контроле, которые могут принимать положение «открыто» или «закрыто». Но есть два узла в автомобиле, которые чаще всего упоминаются: топливная форсунка в распределенном впрыске и втягивающее реле в стартере — эти детали являются соленоидами.

Насколько надежны соленоиды

Сложно представить условия, при которых может сломаться сам соленоид. Его как минимум необходимо перегреть, чтобы повредить изоляцию в обмотке или подать напряжение выше номинального. Обычно ломается не сам соленоид, а узел, который приводится им в действие. Не важно, будет это АКПП, внутри которой имеется множество соленоидных клапанов, или привод заслонки рециркуляции воздуха — скорее сломается тяга или мембрана, а не соленоид. Вспомните: топливные форсунки щелкают почти всегда, в вот игла, приводимая в движение соленоидом со временем обрастает налетом, который не позволяет ей двигаться или плотно прилегать, в итоге форсунка или перестает открываться или теряет герметичность.

Как устранить неисправность в соленоиде

Для начала стоит убедиться, что соленоид цел. Для этого его необходимо прозвонить, чтобы исключить обрыв, после чего замерить его сопротивление, сравнив его с паспортным. Если сопротивление в норме и обрыва нет, переходим к следующему пункту.

Если соленоид цел, значит что-то мешает передвигаться его стержню. В клапанах адсорбера может всосать уголь, в заслонках забиваются грязью и жиром шарниры заслонок, в форсунках образуется налет или выработка — в общем попробуйте пошевелить механизм рукой, пытаясь понять, что мешает двигаться. Если рукой не долезть, или придется разбирать узел на свой страх и риск или промывать его моющими жидкостями или заменять, так и не узнав, что же случилось.

Помните: топливные форсунки и клапаны АБС пытаться разобрать и починить очень опасно. Это хорошо, если вы их просто сломаете, но если вам удастся их собрать, то последствия установки «восстановленной» детали будут скорее всего плачевными.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Что такое соленоид - принцип его работы и типы

Соленоиды - это простые компоненты, которые можно использовать для различных приложений. Название «соленоид» происходит от греческого слова «Solen», что означает канал или трубу. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из них имеет свои специфические области применения. Хотя приложение меняется, принцип их работы всегда остается прежним. Здесь мы обсудим работу соленоида и различные типы соленоидов.

Что такое соленоид?

Соленоид - это длинный кусок проволоки, намотанный в форме катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, внутри катушки создается относительно однородное магнитное поле.

Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле можно использовать для создания линейного движения с помощью металлического сердечника. Это простое устройство можно использовать в качестве электромагнита, индуктора или миниатюрной беспроводной приемной антенны в цепи.

Принцип работы соленоида

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». Когда в катушке создается ток, протекающий через магнитное поле, если вы поместите металлический сердечник внутри катушки, магнитные линии потока будут сосредоточены на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником. Эта концепция электромагнитной индукции была более детально проработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.

Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, в то время как часть потока появляется на концах катушки, а небольшое количество потока появляется вне катушки.

Магнитная сила соленоида может быть увеличена путем увеличения плотности витков или увеличения тока в катушке.

Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительный, так и отрицательный полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.

Типы соленоидов

На рынке доступны различные типы соленоидов, классификация производится на основе материала, конструкции и функции.

  • Ламинированный соленоид переменного тока
  • DC- C соленоид рамы
  • DC- D соленоид рамы
  • Линейный соленоид
  • Поворотный соленоид

Ламинированный соленоид переменного тока

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проволокой.Сердечник изготовлен из ламинированного металла для уменьшения паразитного тока, что помогает улучшить характеристики соленоида.

Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, поскольку он может создавать большую силу при первом ходе. Это потому, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрооборудованием при включении). Они способны использовать большее количество ходов, чем многослойный соленоид постоянного тока.

Они доступны в различных конфигурациях и диапазонах, и они производят чистый жужжащий звук во время работы.

Многослойный соленоид переменного тока может использоваться в разнообразном оборудовании, которое требует немедленных действий, например, в медицинском оборудовании, замках, транспортных средствах, промышленном оборудовании, принтерах и в некоторых бытовых приборах.

Соленоид C-образной рамы постоянного тока

Рамка C относится к конструкции соленоида.Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая покрывает катушку.

Соленоид DC C-Frame используется во многих повседневных применениях из-за более контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, они также могут использоваться в оборудовании, предназначенном для питания переменного тока.

Источник изображения: https://uk.rs-online.com

Этот тип соленоида в основном используется в игровых автоматах, фотографических ставнях, сканерах, автоматических выключателях, счетчиках монет и автоматах для размена купюр.

Соленоид D-образной рамы постоянного тока

Этот тип соленоида состоит из двух частей, закрывающих катушки. Они имеют ту же функцию, что и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет операцию регулируемого хода.

Соленоид DC с D-образной рамой используется как в обычных, так и в медицинских приложениях, таких как игровые автоматы, банкоматы и анализаторы крови и газов.

Линейный соленоид

Линейные соленоиды более известны в народе.Он состоит из катушки с проволокой, которая намотана на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать тянущее или толкающее усилие к механическому устройству.

Этот тип соленоидов чаще всего используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает в замыкании цепи и позволяет току проходить через механизм.

Линейные соленоиды особенно используются в автоматизации и высокозащищенных дверных механизмах и стартерах автомобилей и мотоциклов.

Поворотный соленоид

Роторный соленоид - это уникальный тип соленоида, который используется в различных приложениях, где требуется простой процесс автоматического управления. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды, и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но у них другое действие.

Металлический сердечник крепится к диску и имеет небольшие канавки под ним. Размер канавок точно совпадает с размером канавок в корпусе соленоида.Он также имеет шарикоподшипники для облегчения движения.

Когда соленоид срабатывает, сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь место пружины между сердечником и корпусом соленоида. После отсоединения источника питания пружина толкает сердечник диска в исходное положение.

Поворотный соленоид более прочен по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Первоначально они были разработаны только для защитных механизмов, но в настоящее время вы сможете найти их во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.

Заключение

Теперь вы знаете о соленоидах , принципах работы и различных типах соленоидов , доступных на рынке. Соленоиды - это простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.

Принцип действия и мгновенный отклик сделали их лучшим решением для приложений, которым требуется большое количество энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.

Вот нескольких приложений, которые используют соленоид вместе со схемой его драйвера:

Теперь вы знаете все о соленоиде, так что вы можете приступить к реализации этих знаний своим творчеством, чтобы воспользоваться свойствами соленоида для создания вашего следующего изобретения.

.

Что такое соленоид? (с иллюстрациями)

A соленоид - это устройство, преобразующее энергию в поступательное движение. Этот энергия может исходить от электромагнитного поля, пневматического (пневматического) камера, или гидравлический (заполненный жидкостью) цилиндр. Эти устройства обычно встречается в сборках электрического звонка, автомобильных стартерах, промышленные пневмомолоты и многие другие машины, которые всплеск силы для перемещения определенной части.

Соленоид.

В чтобы понять основной принцип, человек может изучить типичный автомат для игры в пинбол. В начале игры упирается стальной шар на плунжере с резиновым наконечником, который удерживается на месте за счет сжатия пружина, что означает, что у него нет энергии для перемещения мяча в состоянии покоя. В рука игрока обеспечивает дополнительную энергию, так как узел плунжера вытащил обратно. После отпускания пружина заставляет почти весь поршень кинетическая энергия штифта на небольшом участке стального шара.Мяч бросается на игровое поле, и начинается игра в пинбол. Это руководство поршень представляет собой элементарный пример соленоида.

Семь соленоидов.

сложность использования ручных поршней для пинбола на других машинах заключается в том, что кто-то должен постоянно тянуть пружину назад и высвобождать энергию рука. Усовершенствованный соленоид обеспечит собственные средства отвода назад на штифт и контролируя его отпускание.Это принцип простой электрический, в котором металлический цилиндр действует как "поршень."

А пружина сжатия частично удерживает этот металлический штифт из электромагнитный корпус.Когда питание от аккумулятора или электрического генератор обтекает электромагнит, металлический штифт или цилиндр магнитно притягивается внутри корпуса, так же, как рука игрока тянет поршень обратно в примере с пинболом. Когда электрический ток останавливается, штифт отпускается, и пружина сжатия отправляет его вперед со значительной силой. Булавка может ударить внутрь колокола или с силой вытолкните деталь из формовочной машины. Многие электронные машины содержат множество соленоидов.

Другое типы зависят от сжатого воздуха для их мощности. Один поршень может быть помещенный в герметичный цилиндр, подключенный к источнику сжатый воздух.Сильная внутренняя пружина может удерживать поршень в поместите, пока давление воздуха не достигнет заданного уровня, а затем поршень освобожден. Сжатый воздух может уйти, поскольку поршень движется вперед.

Потому что энергия, выделяемая соленоидом, может быть сконцентрирована, пневматическая популярны для тяжелых инструментов и приложений механической обработки, требующих существенная мощность.Отбойный молоток - хороший пример этого типа в действие. Центральный поршень вбивается воздухом в бетон, затем отдача курка возвращает поршень в исходное состояние должность.

An даже более мощный соленоид использует гидравлику в качестве источника энергии.Поршень или палец находится в цилиндре, заполненном гидравлической системой. жидкость. Когда эта гидравлическая жидкость заполняет цилиндр, все толкается вперед, включая поршень или штифт. Когда поршень движется к кусок металла или другая цель, скопление жидкости становится очень устойчивым на сжатие, и поршень сконцентрирует все энергия на все, что он встречает, даже на самый тяжелый титан.

Когда соленоид высвободил всю свою энергию, гидравлическая жидкость стекает из камеры и поршень возвращается в исходное положение должность.Это действие может произойти в считанные секунды. Этот тип настолько мощный, что обычно используется только для самых тяжелых проекты. Волновые бассейны используют их для освобождения гигантских стопоров на дно их резервуаров. Производители самолетов используют этот тип для гнуть титан и другие тяжелые металлы.

Соленоид - это электромагнитное устройство, используемое для дистанционного или автоматического переключения, срабатывания или регулировки вторичного устройства..

Что такое соленоид - типы, принцип работы и его применение

Соленоиды - это простые электрические компоненты, которые находят множество применений в повседневной жизни. Сам термин происходит от греческого названия «солен», которое обозначает канал или трубу. Вторая часть названия взята из греческого названия «эйдос», которое относится к контуру. В основном это деталь в виде трубы. Соленоид используется во множестве приложений, и существует множество типов конструкций соленоидов.У каждого из них есть свои свойства, которые делают его полезным во многих точных приложениях. Различная конструкция этих компонентов не изменяет их необходимых рабочих характеристик, и конструкция соленоидов может быть выполнена по-разному. Как правило, соленоид работает по общему электрическому принципу, но механическая энергия этого устройства распределяется по-разному в разных конструкциях.

Что такое соленоид и принцип его работы

Соленоид - это очень простой компонент, который включает в себя катушку с проволокой, покрытую вокруг сердечника, сделанного из металла.Когда к соленоиду подается ток, он создает постоянное магнитное поле. Электричество превращается в магнетизм, затем оно превращается в электричество, и, следовательно, эти две силы объединяются в одну.

Однородное поле в соленоиде привлекает тем, что, если соленоид имеет неизмеримую длину, магнитное поле будет одинаковым повсюду вдоль элемента. В соленоиде это иногда означает, что очень маленькие электрические компоненты могут выполнять изумительный объем работы.Например, мощный соленоид может просто захлопнуть клапан, закрытие которого потребовало бы даже самого крепкого сантехника.

Различные типы соленоидов

На рынке доступны различные типы соленоидов. Они различаются по материалу, дизайну и функциям. Но все виды соленоидов основаны на одних и тех же электрических принципах.

  • Ламинированный соленоид переменного тока
  • Соленоид C-рамы постоянного тока
  • Соленоид D-образной рамы постоянного выполнили свой первый удар.Они также могут использовать более длинный ход, чем соленоид постоянного тока. Они доступны в нескольких различных конфигурациях и диапазонах. Эти типы соленоидов будут издавать чистый звук при использовании.

    Многослойный соленоид переменного тока
    Соленоид с C-образной рамой постоянного тока

    Соленоид с C-образной рамой постоянного тока использует только рамку в форме буквы C, которая покрыта вокруг катушки. Этот вид соленоидов имеет широкий спектр различных применений. Несмотря на то, что они известны в конфигурации постоянного тока, они также могут быть разработаны для использования с питанием переменного тока.


    Соленоид C-образной рамы постоянного тока
    Соленоид D-образной рамы постоянного тока

    Соленоидные шестерни DC D-рамы имеют раму, состоящую из двух частей, которая покрыта вокруг катушек. Они используются в нескольких различных приложениях, например, в промышленных. Как и C-Frame, эти соленоиды также могут быть сконструированы в качестве альтернативы переменному току для применений, когда свойства соленоида переменного тока более привлекательны, чем соленоида постоянного тока.

    Электромагнитный клапан D-образной рамы постоянного тока
    Линейный соленоид

    Этот тип соленоидов более знаком большинству людей.Они способны использовать тянущее или толкающее усилие на механическом устройстве и могут использоваться для множества задач измерения. Эти соленоиды используются в различных приложениях. Например, соленоид на пусковом устройстве транспортного средства, в состав которого входит двигатель. Когда электрический ток протекает через соленоид, он будет двигаться линейно, чтобы соединить два контакта.

    Линейный соленоид

    Когда два контакта соединяются, они пропускают энергию от аккумуляторной батареи к различным компонентам автомобиля, и автомобиль запускается.Лучшее применение соленоида - электрический замок. Когда замок прикреплен к засову на двери, он может немедленно защитить дверь, достаточную, чтобы выдержать большое количество насилия.

    Поворотный соленоид

    Поворотный соленоид - хороший пример механической силы, которую можно использовать различными методами, чтобы упростить процесс автоматического управления и довольно легко сделать жизнь проще. В этом соленоиде аналогичная конструкция катушки и сердечника, хотя и несколько измененная. Во вращающемся соленоиде вместо соленоида используется диск, представляющий собой простое устройство с сердечником и катушкой.Корпус соленоида совмещен с канавками, а шарикоподшипники используются для облегчения движения.

    Поворотный соленоид

    При срабатывании соленоида сердечник втягивается обратно в катушку. Эта сила преобразуется в силу вращения диска. Большинство устройств также имеют пружину. Когда источник питания отсоединен от соленоида, пружина заставляет сердечник вытягиваться из катушки, освобождая диск и переводя его обратно в свое уникальное положение.

    Подобно многим электрическим устройствам, этот инструмент был разработан как устройство безопасности.Этот продукт был впервые использован во время Второй мировой войны как способ повышения прочности устройств, используемых в бомбах. В настоящее время такие соленоиды представляют собой обычные электрические компоненты, которые очень подходят для использования в тяжелых промышленных условиях.

    Применение соленоида
    • Соленоид - это важная катушка с проводом, которая используется в электромагнитах, индукторах, антеннах, клапанах и т. Д. Применение соленоидов различается по множеству типов, таких как медицинские, системы блокировки, промышленное использование, нижняя линейные и автомобильные соленоиды.
    • Соленоид используется для электрического управления клапаном, например, сердечник соленоида используется для приложения механической силы к клапану.
    • Они также могут использоваться в определенных типах дверных запорных систем, в которых используется электромагнит и которые обеспечивают очень надежное закрытие.
    • Соленоид используется во многих различных устройствах и продуктах, таких как компьютерные принтеры, механизмы впрыска топлива, используемые в автомобилях и в различных промышленных условиях.
    • Главное преимущество соленоида в том, что при подаче электричества реакция соленоида происходит мгновенно.
    • Такая быстрая реакция - один из наиболее важных факторов при решении задач применения соленоидов.

    Таким образом, речь идет о различных типах соленоидов, включая многослойный соленоид переменного тока, соленоид с рамой постоянного тока, соленоид с рамой постоянного тока, линейный соленоид, поворотный соленоид и трубчатый соленоид. Кроме того, любые вопросы по реализации электрических проектов, пожалуйста, оставьте свои отзывы или предложения в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Какова функция соленоида?

    Фото:

    .

    Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

    Магнитное поле, создаваемое соленоидом

    Соленоид представляет собой трехмерную проволочную структуру. Когда этот провод наматывается на металлический блок в катушке и через него пропускается электричество, он обладает некоторыми особыми магнитными свойствами. Электромагнитная индукция делает его электромагнитом, который можно включать и выключать. Сторона, в которой течение, кажется, течет по часовой стрелке, - это Южный полюс, а сторона, в которой течение, кажется, течет против часовой стрелки, - это Северный полюс.Соленоид работает как стержневой магнит и поэтому имеет множество применений.

    Этот принцип используется, среди прочего, для создания клапанов. Когда соленоид управляет электрическим переключателем, это реле.

    В машинах для игры в пинбол, транспортных средствах и традиционных дверных звонках используются соленоиды.

    Викискладе есть медиафайлы, связанные с соленоидами .
    .

    Что такое соленоид и магнитное поле соленоида

    Что такое соленоид и магнитное поле соленоида

    Что такое соленоид?

    Соленоид - это эмалевый провод (катушка), намотанный на круглую форму, сделанный из твердых материалов, таких как сталь, для создания однородного магнитного поля. Он действует как электромагнит, когда через него проходит электрический ток. Он также используется для управления движением объектов, например, для управления переключением реле.
    Его размер варьируется от менее четверти дюйма до более 15 дюймов в диаметре.

    Магнитное поле соленоида:

    Есть два основных закона, которыми управляют соленоиды, а именно:

    • Закон Фарадея
    • Закон Ампера

    Закон Фарадея

    Закон Фарадея говорит, что когда проводник движется внутрь магнитное поле, оно производит ЭДС, а индуцированная ЭДС или напряжение пропорциональны скорости изменения магнитного потока и количеству витков катушки.
    Генерируемое напряжение = E = -N dɵ / dt
    Где
    E = индуцированное напряжение
    N = количество витков
    ɵ = BA = где B = магнитный поток, A = площадь катушки.

    Закон Ампера

    MMF (магнитная движущая сила) вокруг замкнутого контура равна электрическому току, заключенному в контуре.
    BL = µNI
    Так как он концентрирует магнитные линии потока, его сердечник изготовлен из ферромагнитных материалов. Когда электрический ток проходит через катушку, в материале сердечника возникает магнитный поток. Некоторый магнитный поток появляется вне катушки (около концов сердечника), и небольшое количество потока проходит через катушку.

    Сердечник соленоида:

    Соленоид - это базовое устройство, которое используется для создания электромагнитного тракта для передачи максимальной плотности магнитного потока с минимальным потреблением энергии.Другими словами, это устройство, преобразующее электрический сигнал в механическое движение. Полезная цель соленоида - получить взаимосвязь между переменными ампер-витками и плотностью магнитного потока, работающей в воздушном зазоре, то есть передать максимальную энергию (NI) от катушки соленоида в рабочую зону. Важно учитывать влияние тепла, поскольку увеличение температуры катушки снижает рабочую мощность соленоида.

    Основные термины, относящиеся к соленоидам и приводам.

    Насыщение:

    Насыщение пути железа в соленоиде учитывается двумя способами:

    • Железо перестает переносить любое увеличение потока.
    • Точка, в которой железо начинает насыщаться.

    При увеличении входной мощности плотность магнитного потока увеличивается до насыщения железа. Любое дальнейшее увеличение мощности приведет к увеличению нагрева без увеличения силы и крутящего момента. Выходное усилие можно увеличить, изменив площадь пути утюга.

    Ампер-витков:

    Ток зависит от количества витков медного провода. Магнитная цепь определяет значение магнитного потока внутри соленоида, используя постоянное напряжение для уменьшения ампер-витков.т.е.
    BL = µNI или
    B = µ (N / L) I
    B = µnL

    Номинальное сопротивление и ток катушки
    Номинальное сопротивление и ток катушки можно найти, используя простой закон Ома
    Сопротивление = V2 / P
    Ток = P / V
    Тепло:

    Тепло зависит от мощности в соленоиде и рассеивается потоком воздуха.

    Рабочий цикл:

    Рабочий цикл определяется временем включения / выключения. Если соленоид находится под напряжением ¼, то рабочий цикл составляет 25%. Он определяет количество подводимой энергии и тепла.Соленоид разработан для непрерывного режима работы и может рассеивать в десять раз большую потребляемую мощность при нагрузке 10%. Время включения соленоида составляет одну секунду, что не вызовет каких-либо повреждений, но если на соленоид подается питание в течение 10 минут при нагрузке 25%, а время включения составляет 600 секунд, то один импульс может сжечь весь соленоид.

    Рабочая скорость:

    Время включения соленоида для завершения хода измеряется от начала начального импульса до положения включения соленоида.Это время зависит от рабочего цикла, температуры окружающей среды, входной мощности и нагрузки для данного соленоида.

    Типы соленоидов:

    Соленоиды были разделены на две основные категории:

    1. Линейный соленоид
    2. Поворотный соленоид

    1. Линейные соленоиды:

    Линейный соленоид представляет собой электромагнитное или электромеханическое устройство. преобразовывать электрическую энергию в магнитный сигнал или механическое движение. Он работает по тому же принципу, что и электромеханические реле, и может управляться с помощью MOSFET, транзисторов и т. Д.Он может быть спроектирован для пропорционального движения относительно потребляемой мощности, включая приложение тяги и толкания. Они используются для обеспечения высокой силы, потому что они разработаны за счет комбинации высокого магнитного потока и ферромагнитного материала для обеспечения большей мощности. Все линейные соленоиды являются тянущими, что имеет смысл в том, что узел плунжера (как якоря) втягивается и перемещается в сторону упора, когда соленоид находится под напряжением.
    Применение и использование линейных соленоидов:

    Линейные соленоиды используются в дверных замках, гидрораспределителях, роботах, автоматических выключателях, медицинском оборудовании, автомобильной трансмиссии, монетоприемнике, оросительных клапанах и почтовых машинах.

    2. Поворотные соленоиды:

    Поворотный соленоид также является электромеханическим устройством, которое используется для вращательного или углового движения, которое производит вращение в обе стороны, а именно по часовой стрелке или против часовой стрелки.
    Он также используется там, где требуется очень небольшое угловое перемещение, а шаговый двигатель постоянного тока не может справиться с этой задачей.
    Доступные поворотные соленоиды обеспечивают самовосстановление в двух положениях (от 0 ° до 90 ° и от 90 ° до 0 °), трехпозиционное самовосстановление (от 0 ° до + 45 ° или от 0 ° до -45 °) и двухпозиционное самовосстановление.
    Он похож на линейный соленоид, но разница в том, что сердечник установлен в центре большого плоского диска.
    Применение вращающихся соленоидов:

    Поворотные соленоиды используются в лазерах, торговых автоматах, станках, обработке фотографий, медицинских аппаратах, сортировщиках и почтовых машинах.

    Применение соленоидов в промышленности:

    Соленоиды используются почти везде в промышленности. Вот некоторые из их основных применений:

    • Запорный механизм
    • Автомобильное применение
    • Медицинское применение
    • Промышленное использование
    • Релейное переключение Управление
    • Система кондиционирования воздуха
    • Сельскохозяйственная система

    Несколько слов:
    Будучи вовлеченным в процесс проектирования и изготовления соленоида, он является одним из лучших исполнительных устройств с точки зрения размера, стоимости и простой установки, а также обеспечивает возможное решение для клиента в короткие сроки.С точки зрения использования и применения совершенно очевидно, что он играет важную роль в области медицинских технологий, безопасности и других общих отраслях в современном мире.

    Вы тоже можете прочитать

    .Соленоид

    - Solenoid

    - qwe.

    Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Solenoid .

    Подключено к:
    {{:: readMoreArticle.title}}

    Из Википедии, свободной энциклопедии

    {{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
    Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
    Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
    {{current.index + 1}} из {{items.length}}

    Спасибо за жалобу на это видео!

    Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
    Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
    Спасибо! .

    Смотрите также