Соленоиды (Solenoids) — это простые компоненты, которые можно использовать для различных целей. Название соленоид происходит от греческого слова “Solen”, что означает канал или труба. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждое из которых имеет свое особое применение. Хотя приложения меняются, принцип их работы всегда остается прежним. В данной статье мы рассмотрим принцип работы соленоида и различные типы соленоидов.

Электромагнитные замки на основе соленоидов мы использовали в следующих проектах на нашем сайте:

• замок с электромагнитным управлением на основе Arduino и RFID;
• дверной замок с распознаванием лиц на основе модуля ESP32-CAM.

Что такое соленоид?

Соленоид представляет собой длинный кусок проволоки, намотанный в форме катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, он создает относительно однородное магнитное поле внутри катушки. По сути, соленоид - это разновидность катушки индуктивности, отличающаяся своим особым исполнением.

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 или миниатюрной беспроводной приемной антенны.

Принцип работы соленоида

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». Когда в нем генерируется ток, через магнитное поле катушки, если поместить внутрь катушки металлический сердечник, линии магнитного потока концентрируются на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником.

Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, при этом некоторая часть потока появляется на концах катушки и небольшое количество потока появляется снаружи катушки.

Магнитную силу соленоида можно увеличить, увеличив плотность витков или увеличив силу тока в катушке.

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

Типы соленоидов

На рынке доступны различные типы соленоидов, их классификация основана на материале, конструкции и выполняемых функциях.

• ламинированный соленоид переменного тока;
• соленоид C-образной рамы постоянного тока;
• соленоид D-образной рамы постоянного тока;
• линейный соленоид;
• поворотный соленоид.

Ламинированный соленоид переменного тока (AC Laminated Solenoid)

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проводом. Сердечник изготовлен из ламинированного металла чтобы уменьшить паразитный ток, что помогает улучшить работу соленоида.

Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, поскольку он может создать большую силу при первом ходе. Это связано с тем, что у них есть пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрооборудованием при включении). Они способны использовать больше ходов, чем ламинированный соленоид постоянного тока.

Они доступны в различных конфигурациях и диапазонах и во время работы издают чистый жужжащий звук.

Ламинированный соленоид переменного тока можно использовать в различном оборудовании, требующем немедленных действий, например, в медицинском оборудовании, замках, транспортных средствах, промышленном оборудовании, принтерах и в некоторых бытовых приборах.

Соленоид C-образной рамы постоянного тока (DC C-Frame Solenoid)

Рамка C относится к конструкции соленоида. Соленоид постоянного тока C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, закрытую вокруг катушки.

Соленоид DC C-Frame используется во многих повседневных приложениях из-за его хорошо контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, их также можно использовать в оборудовании, рассчитанном на питание переменного тока.

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

Соленоид D-образной рамы постоянного тока (DC D-Frame Solenoid)

Этот тип соленоида имеет каркас из двух частей, закрывающий катушки. Он имеют аналогичную функцию, как и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет контролируемый ход.

Соленоид постоянного тока 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 привычны "обычным" радиолюбителям. Они состоят из катушки проволоки, обернутой вокруг подвижного металлического сердечника, который помогает нам прикладывать тянущую или толкающую силу к механическому устройству.

Этот тип соленоидов чаще всего используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает замыкать цепь и позволяет току течь через механизм.

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

Поворотный соленоид

Поворотный 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 принцип действия у них другой.

В подобных соленоидах металлический сердечник закреплен на диске и имеет под ним небольшие канавки. Размер канавок точно совпадает с пазами 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 пружинное место между сердечником и корпусом соленоида. После отключения источника питания пружина толкает сердечник диска в исходное положение.

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

Заключение

Теперь вы знаете о соленоидах, их принципе работы и различных типах соленоидов, доступных на рынке. Соленоиды представляют собой простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками. 

Их принцип работы и мгновенный отклик сделали их лучшим решением для приложений, требующих большого количества энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.

547 просмотров