Solenoidy sú jednoduché súčasti, ktoré sa dajú použiť na rôzne aplikácie. Názov solenoidu je odvodený z gréckeho slova „Solen“, čo znamená kanál alebo potrubie. Solenoidy sa používajú v domácich aj priemyselných zariadeniach, sú k dispozícii v rôznych prevedeniach, každý z nich má svoje špecifické aplikácie. Aj keď sa aplikácia mení, ich princíp fungovania zostáva vždy rovnaký. Tu budeme diskutovať o práci solenoidu a rôznych druhoch solenoidu.
Čo je to solenoid?
Solenoid je dlhý kus drôtu, ktorý je navinutý v tvare cievky. Keď elektrický prúd prechádza cez cievku, vytvára vo vnútri cievky relatívne rovnomerné magnetické pole.
Solenoid môže vytvárať magnetické pole z elektrického prúdu a toto magnetické pole je možné použiť na generovanie lineárneho pohybu pomocou kovového jadra. Toto jednoduché zariadenie je možné použiť ako elektromagnet, ako tlmivka alebo ako miniatúrna bezdrôtová prijímacia anténa v obvode.
Princíp práce solenoidu
Solenoid jednoducho funguje na princípe „elektromagnetizmu“. Keď v ňom prúd prúdi cez magnetické pole cievky, ak do nej umiestnite kovové jadro, magnetické čiary toku sa sústredia na jadro, čo zvyšuje indukciu cievky v porovnaní so vzduchovým jadrom. Tento koncept elektromagnetickej indukcie bol viac rozpracovaný v našom predchádzajúcom projekte Teslovej cievky.
Väčšina toku je koncentrovaná iba na jadre, zatiaľ čo časť toku sa objavuje na koncoch cievky a malé množstvo toku sa objavuje mimo cievku.
Magnetická sila elektromagnetu môže byť zvýšená zvýšením hustoty závitov alebo zvýšením toku prúdu v cievke.
Rovnako ako všetky ostatné magnety má aktivovaný solenoid pozitívny aj negatívny pól, cez ktorý je možné priťahovať alebo odpudzovať predmet.
Typy solenoidov
Na trhu sú k dispozícii rôzne typy solenoidov, klasifikácia je založená na materiáli, dizajne a funkcii.
- Laminovaný solenoid AC
- Solenoid rámu DC-C
- Solenoid rámu DC-D
- Lineárny solenoid
- Rotačný solenoid
Laminovaný solenoid AC
AC laminovaný solenoid sa skladá z kovového jadra a cievky z drôtu. Jadro je skonštruované z laminovaného kovu, aby sa znížil bludný prúd, čo pomáha pri zlepšovaní výkonu solenoidu.
Elektromagnet na striedavý prúd má zvláštnu výhodu, pretože pri prvom zdvihu dokáže vyvinúť veľkú silu. Je to preto, lebo majú zapínací prúd (Okamžitý vysoký vstupný prúd odoberaný napájacím zdrojom alebo elektrickým zariadením po zapnutí). Sú schopné používať viac zdvihov ako solenoid laminovaný jednosmerným prúdom.
Sú k dispozícii v rôznych konfiguráciách a rozsahoch a počas prevádzky vydávajú čistý bzučiaci zvuk.
AC Vrstvené elektromagnetu môže byť použitý v celej rade zariadení, ktoré vyžadujú okamžitý zásah, ako je zdravotnícke zariadenie, zámky, vozidiel, priemyselných zariadení, tlačiarní, av niektorých domácich spotrebičov.
Solenoid C-rámu DC
Rám C odkazuje na konštrukciu solenoidu. Solenoid DC C-rámu má iba rám v tvare písmena C, ktorý je zakrytý okolo cievky.
Solenoid DC C-Frame sa používa v každodenných aplikáciách, pretože má kontrolovanejšiu činnosť zdvihu. Aj keď sa hovorí, že ide o konfiguráciu na jednosmerný prúd, môžu sa však tiež použiť v zariadeniach určených na napájanie striedavým prúdom.
Zdroj obrázkov:
Tento typ solenoidu sa používa hlavne v herných automatoch, fotografických uzáveroch, skeneroch, ističoch, počítadlách mincí a meničoch účtov.
Solenoid D-rámu DC
Tento typ solenoidu má dvojdielny rám pokrývajúci cievky. Majú podobnú funkciu ako solenoid C-rámu, preto sa dá D-rám použiť aj na napájanie striedavým prúdom a má riadený zdvih.
DC D-frame solenoid sa používa pre oba konvenčné a lekárskych aplikáciách, ako je hracích automatov, bankomatov a krvi a analyzátory plynov.
Lineárny solenoid
Lineárne solenoidy sú medzi ľuďmi známejšie. Skladá sa z cievky z drôtu, ktorá je obalená okolo pohyblivého kovového jadra, čo nám pomáha vyvinúť ťažnú alebo tlačnú silu na mechanické zariadenie.
Tento typ solenoidov sa väčšinou používa na štartovacích zariadeniach. Tento spínací mechanizmus pomáha pri dokončovaní obvodu a umožňuje úplnému toku prúdu mechanizmom.
Tieto lineárne elektromagnety sa používajú najmä v automatizácii a vysokú úroveň zabezpečenia mechanizmov dverí a štartérov z auta a motorky.
Rotačný solenoid
Rotačný solenoid je jedinečný typ solenoidu, ktorý sa používa pre rôzne aplikácie, kde je potrebný ľahký automatický proces riadenia. Funguje na rovnakom princípe ako ostatné solenoidy a má rovnaké prvky, cievku aj jadro, majú však inú činnosť.
Kovové jadro je pripevnené k disku a má pod sebou malé drážky. Veľkosť drážok sa presne zhoduje s otvormi v tele solenoidu. Má tiež guľkové ložiská, ktoré uľahčujú pohyb.
Keď sa solenoid spustí, jadro sa vtiahne do tela solenoidu a jadro disku sa začne otáčať. Toto nastavenie bude mať pružinové miesto medzi jadrom a telom solenoidu. Akonáhle je napájací zdroj odpojený, pružina zatlačí jadro disku do pôvodnej polohy.
Otočný elektromagnet je odolnejší v porovnaní so všetkými ostatnými typmi elektromagnetov. Pôvodne boli určené iba pre obranné mechanizmy, ale dnes ich nájdete v mnohých automatizovaných priemyselných mechanizmoch, ako sú laser a uzávierka.
Záver
Teraz viete o solenoidoch, princípe práce a rôznych typoch solenoidov dostupných na trhu. Solenoidy sú jednoduchým a efektívnym riešením na ovládanie ventilov a elektromagnetických spínačov alebo mechanických blokovaní.
Ich princíp činnosti a okamžitá odozva z nich urobili lepšie riešenie pre aplikácie, ktoré potrebujú veľké množstvo energie do malého priestoru a kde je potrebná rýchla, konzistentná a robustná prevádzka.
Tu je niekoľko aplikácií, ktoré používajú solenoid spolu s jeho budiacim obvodom:
- Obvod vodiča solenoidu
- Ako ovládať solenoidový ventil pomocou Arduina
- Automatický dávkovač vody pomocou Arduina
Teraz viete všetko o solenoide, takže môžete začať implementovať vedomosti svojou kreativitou, aby ste mohli využiť vlastnosti solenoidu na vytvorenie svojho ďalšieho vynálezu.