Elektromagnetid (0)

Elektromagnetid

Elektromagneteid kasutatakse mitmesugustes elektriaparaatides nende kinemaatilise osa käivitamiseks (näiteks kontaktorid , elektromehaanilised releed jne.) aga sammuti ferrummagneetiliste detailide kinnitamiseks või haaramiseks (lihvpinkide elektromagnetilised lauad, tõstemagnetid) ja mitmesugustel muudel eesmärkidel (elektromagnetilised pidurid , sidurid, magnetklapid jne.). elektromagneti põhiosaks on magnetahel. Magneahelaks nimetatakse detailide kogumit, milliseid läbib magnetvoog . Magnetahela osadeks on ka õhupilud magnetahela osade vahel. Magnetahelad võivad olla: 1) mittehargnevad, 2) hargnevad
Elektromagneti pooli läbiv vool tekitad magnetmotoorjõu (mmj), mis omakorda on magnetvoo tekke põhjuseks. Magnetvoog läbib õhupilu (kui see on olemas) ning teised magnetahela osad, millistel on erinev magnetiline takistus. Ankru liikumisel muutuvat õhupilu nimetatakse tööõhupiluks ning teda läbivat magnetvoogu töömagnetvooks. Kõik ülejäänud magnetvoo osad on puistemagnetvood.
Magnetahela iseloomustavad näitajad on:

magnetvoog

induktsioon

magnetvälja tugevus

magnetiline läbitavus

magnetmotoorjõud
Magnetahela materjalidena kasutatakse mitmesuguseid teraseid, eriti elektrotehnilist terast. Seda teraseliiki iseloomustab kitsas hüstereesisilmus ja kõrge magnetiline läbitavus. Püsimagnetite valmistamiseks kasutatakse spetsiaalsulameid, millistel on lai hüstereesisilmus ja väike magnetiline läbitavus. Vahelduvvooluelektromagnetite magnetahelas tekivad energiakaod, mis on põhjustatud hüstereesinähtusest ja pöörisvooludest. Seetõttu ei toimi kogu elektromagneti pooli läbiv vool magneetivana, vaid osa temast kulub nimetatud kadude katmiseks. Elektromagneti pool pead täitma järgmisi nõudmisi:
-kindlustama elektromagneti kindlea rakendumise halvimates tingimustes.
-mitte kuumenema üle lubatava temperatuuri kõigis lubatavates tööreziimides.
-olema minimaalsete mõõtmetega ja lihtsa toodetavusega.
-omama mehaanilist vastupidavust
-omama kindlaksmääratud isolatsioonitaset, aga mõningates aparaatides peab pooli isolatsioon olema niiskus happe ja õlikindel.
Elektromagneti poolis tekivad töö käigus:
-Mehaanilised pinged ,mis põhjustavad pooli keerdudes ja nende vahel toimuvatest elektrodünaamilistest jõududest: 1. termilised pinged, mis põhjustavad pooli ebaühtlase soojenemise, 2. elektrilised pinged ülepingete näol, eriti pooli väljalülitamisel.
Elektromagnetid erinevad teineteisest konstruktsiooni ja muude näitajate poolest, elektromagneteid liigitatakse konstruktsiooni järgi:
-hoidvateks, raskuseid ja detaile kinni koidev electromagnet.
-tõmbavateks, nt. tõmmtes kontakt ankrut südamiku külge.
Lülitusskeemi järgi eristatakse elektromagneteid:
-rööpmähisega – mähise vool on määratud ühiselt elektromagneti mähise enda parameetrite ja toitepingege.
-jadamähisega –mähis lülitatakse jadamisi jõuahelasse ning mähise vool on määratud mitte mähise enda parameetriga, vaid nende elektritarvitite vooluga (elektrimootorid, küttekehad vms.), milliste ahelasse elektromagneti mähis on ühendatud.
Vooluliigi järgi:
-alalisvoolu elektromagnetid
-vahelduvvoolu elektromagnetid
Ankru liikumise iseloomu järgi:
-pöördankruga, ankur pöörleb ümber mingi telje või toe.
-otsekäigulise ankruga, ankur liigub sirgjooneliselt.

Vahelduvvoolu elektromagnetid

Vahelduvvoolu elektromagnetite põhiline konstruktsiooniline erinevus seisneb selles, et nende magnetahel valmistatakse õhukestest (0,35…0,5mm) elektrotehnilise terase lehtedest, millised on teineteisest elektriliselt isoleeritud. Elektrotehniline teras sisaldab teistest terase sortidest rohkem räni, mis vähendab ta erijuhtivust. Need abinõud võimaldavad vähendadamagnetahelas tekkivaid kadusid .
Teine erinevus vahelduvvoolu elektromagnetitel on see, et nende elektromagneti tõmbejõud on ajas muutuv. Selleks, et vältida ebasoovitavatnähtust, paigaldatakse vahelduvvoolu elektromagnetite poolustele lühiskeerud. Lühiskeeru tööpõhimõte on selles, et kogu magnetvoog jaguned kaheks magnetvooks, mis on omavahel magnetvoo elektromagneti magnetvoo suhtes nihutatud ajaliselt  võrra.

Elektromagneti toime kiirendemine ja aeglustamine

Praktikas tuleb sageli kiirendeda või aeglustada elektromagneti toimimist. Alalisvoolu elektromagneti toimimist saab aeglustada, suurendades tema elektromagnetilist aja konstanti kas tema pooli induktiivsust suurendades või lülitades temaga jadamisi täiendav induktiivsus . Viimast võtet kasutakse harva. Sammuti saab aeglustada elektromagneti rakendumist lisades temaga rööbiti mahtuvuse. Sel juhul kasvab pinge poolil vastavalt kondensaatori laadumisele.elektromagneti toimimise aeglustamiseks kasutatakse laialdaselt tema magnetsüdamikule paigaldatud lühiskeerdu. Lühiskeerd aeglustab magnetvoo kahanemist tema väljalülitamisel. Elektromagneti toimimise kiirendamiseks tuleb vähendada tema elektromagnetilist aja konstanti. See aga tähendab, et lühiskeeru, magnetahela masiivsete osade, pooli metallkarkassi ja kinnitusdetailides ning muudest metallosaedst tekkivate lühiskeerdude olemasolu on lubatud. Sammuti väheneb elektromagneti aja konstant, kui valmistada magnetahela osad teraslehtedest. Elektromagnetilise ajakonstandi vähendamiseks võib lülitada elektromagneti pooliga jadamisi lisatakisti. Veel suurema rakendumiskiiruse võib saada, kui lülitada elektromagnet sellisesse skeemi:
Skeemi pingestamise hetkel kujutab kondensaator endast väha väikest takistust ja takisti RL on temaga praktiliselt shundeeritud. Sellega on praktiliselt kogu toitevõrgu pinge rakendatud poolile. Pooli vool kasvab kiiresti ja elektromagneti rakendumine kiireneb.

Elektromagnetite kasutusala lukusüsteemides

Peale selle, et elektromagneteid kasutatakse mitmesugustes elektriaparaatides nende kinemaatilise osa käivitamiseks kasutatakse neid veel mitmetes elektroonika lülitustes.
Viimasel aja kasutatakse üha enam elektrilist lukustust, mulle eeliseks on eeliseid senikasutatud mehhaaniliste lukkude ees. See on eriti märgatav läbipääsuga uste puhul, mis piiravad või annavad loa läbipääsiks.
Niisukused on tavaliselt korterelamute trepikoja välisusksed, kus kasutatakse üha rohkem mehhaaniliste võtmete asemel elektroonilist võtmetabletti või distants kaarti .
Elektriliste lukustusena on seni kasutatud elektromehhaanilist lukku või elektrilist lukuvastust. Mõlemad neist on tõestanud oma pikaajalist töökindlust. Elekrtoonilises ukselukustuses kasutatakse kahe erineva hoidejõuga elektromagneteid. 250 kg hoidejõuga ja 500 kg hoidejõuga magneteid. 250 kg hoidejõuga magneteid kasutatakse kohtadas, kus on vaja lihtsalt piirata sissepääsu, kuid puudud vajadus ukse lukustamiseks. 500 kg hoidejõuga turvalukustust kasutatakse kohtades, kus on vaja ka lukuturvalisust. Elektromagnetilise luku töö pöhimõte on lihtne. Lukustamiseks antakse magnetile elektritoide ja selle avamiseks katkestatakse. Elekrtomagnetilise lukusüsteemi eeliseks on;

Puuduvad mehaanilised kuluvad osad.

Kuna puudub mehaaniline kulumine , puudub ka vajadus pidevaks hoolduseks.

Magneti paigaldamiseks ei ole vaja teha ukse sisse avasid.

Magnet tõmbab ukse kinni juba ~ 7mm kauguselt , vältides selle juhuslikku lahtijäämist.
5