Що таке соленоїд, як він працює та його типи

Соленоїди (Solenoids) - це прості компоненти, які можна використовувати для різних цілей. Назва соленоїд походить від грецького слова "Solen", що означає канал або труба. Соленоїди використовуються як у побутовому, так і в промисловому устаткуванні, вони доступні в різних виконаннях, кожне з яких має особливе застосування. Хоча програми змінюються, принцип їх роботи завжди залишається незмінним. У цій статті ми розглянемо принцип роботи соленоїда та різні типи соленоїдів.

Електромагнітні замки на основі соленоїдів ми використовували у наступних проектах на нашому сайті:

Що таке соленоїд?

Соленоїд є довгим шматком дроту, намотаний у формі котушки. Коли електричний струм проходить через котушку, створює відносно однорідне магнітне поле всередині котушки. По суті, соленоїд - це різновид котушки індуктивності, що відрізняється своїм особливим виконанням.

Соленоїд може створювати магнітне поле з електричного струму, і це магнітне поле можна використовувати для створення лінійного руху за допомогою металевого осердя. Цей простий пристрій можна використовувати як електромагніт або мініатюрну бездротову приймальну антену.

Принцип роботи соленоїда

Соленоїд просто працює за принципом «електромагнетизму». Коли в ньому генерується струм через магнітне поле котушки, якщо помістити всередину котушки металевий сердечник, лінії магнітного потоку концентруються на сердечнику, що збільшує індукцію котушки в порівнянні з повітряним сердечником.

Більшість потоку зосереджена тільки на сердечнику, при цьому деяка частина потоку з'являється на кінцях котушки і невелика кількість потоку з'являється зовні котушки.

Магнітну силу соленоїда можна збільшити, збільшивши густину витків або збільшивши силу струму в котушці.

Як і всі інші магніти, активований соленоїд має як позитивний, так і негативний полюс, завдяки яким об'єкт може притягуватися або відштовхуватися.

Типи соленоїдів

На ринку доступні різні типи соленоїдів, їхня класифікація заснована на матеріалі, конструкції та виконуваних функціях.

• ламінований соленоїд змінного струму;
• соленоїд C-подібної рами постійного струму;
• соленоїд D-подібної рами постійного струму;
• лінійний соленоїд;
• поворотний соленоїд.

Ламінований соленоїд змінного струму (AC Laminated Solenoid)

Ламінований соленоїд змінного струму складається з металевого сердечника та котушки з проводом. Сердечник виготовлений з металу, що ламінує, щоб зменшити паразитний струм, що допомагає поліпшити роботу соленоїда.

Соленоїд змінного струму має особливу перевагу, оскільки він може створити більшу силу при першому ході. Це пов'язано з тим, що вони мають пусковий струм (миттєвий високий вхідний струм, що споживається джерелом живлення або електрообладнанням при включенні). Вони здатні використовувати більше ходів, ніж ламінований соленоїд постійного струму.

Вони доступні в різних конфігураціях і діапазонах і під час роботи видають чистий звук, що дзижчить.

Ламінований соленоїд змінного струму можна використовувати в різному устаткуванні, що вимагає негайних дій, наприклад, у медичному устаткуванні, замках, транспортних засобах, промисловому устаткуванні, принтерах та деяких побутових приладах.

Соленоїд C-подібної рами постійного струму (DC C-Frame Solenoid)

Рамка C відноситься до конструкції соленоїда. Соленоїд постійного струму C-Frame має лише рамку у формі літери C, закриту навколо котушки.

Соленоїд DC C-Frame використовується в багатьох повсякденних додатках через його добре контрольований хід. Хоча кажуть, що це конфігурація постійного струму, їх можна використовувати в устаткуванні, розрахованому на живлення змінного струму.

Цей тип соленоїда в основному використовується в ігрових автоматах, фотографічних віконницях, сканерах, автоматичних вимикачах, лічильниках монет та автоматах для зміни банкнот.

Соленоїд D-подібної рами постійного струму (DC D-Frame Solenoid)

Цей тип соленоїда має каркас із двох частин, що закриває котушки. Він мають аналогічну функцію, як і соленоїд C-подібної рами, тому D-подібна рама може використовуватися з живленням змінного струму і має контрольований хід.

Соленоїд постійного струму з D-подібною рамою використовується як у звичайних, так і в медичних додатках, таких як ігрові автомати, банкомати та аналізатори крові та газів.

Лінійний соленоїд

Лінійні соленоїди більш звичні "звичайним" радіоаматорам. Вони складаються з котушки дроту, обгорнутого навколо рухомого металевого сердечника, який допомагає нам прикладати силу, що тягне або штовхає, до механічного пристрою.

Цей тип соленоїдів найчастіше використовується у пускових пристроях.Цей механізм перемикання допомагає замикати ланцюг і дозволяє струму текти через механізм.

Лінійні соленоїди особливо використовуються в системах автоматизації та високозахищених дверних механізмах та стартерах автомобілів та велосипедів.

Поворотний соленоїд

Поворотний соленоїд - це унікальний тип соленоїда, який використовується в різних додатках, де потрібний простий процес автоматичного керування. Він працює за тим же принципом, що й інші соленоїди, і має ті ж елементи, котушку та сердечник, але принцип дії у них інший.

У подібних соленоїдах металевий осердя закріплений на диску і має під ним невеликі канавки. Розмір канавок точно збігається з пазами у корпусі соленоїда. Він також має шарикопідшипники для полегшення руху.

Коли соленоїд спрацьовує, сердечник втягується в корпус соленоїда, і осердя диска починає обертатися. Ця установка матиме пружинне місце між сердечником та корпусом соленоїда. Після вимкнення джерела живлення пружина штовхає осердя диска у вихідне положення.

Поворотний соленоїд більш надійний порівняно з іншими типами соленоїдів. Спочатку вони були розроблені тільки для захисних механізмів, але їх можна знайти в багатьох автоматизованих промислових механізмах, таких як лазер і затвор.

Висновок

Тепер ви знаєте про соленоїди, їх принцип роботи і різні типи соленоїдів , доступні на ринку. Соленоїди є простим і ефективним рішенням для управління клапанами і електромагнітними перемикачами або механічними блокуваннями.

Їх принцип роботи та миттєвий відгук зробили їх найкращим рішенням для додатків, що вимагають великої кількості енергії у невеликому просторі та де потрібна швидка, стабільна та надійна робота.