Was ist eine DC-Magnetspule?
Eine DC-Magnetspule ist ein elektrisches Bauteil, das die elektrische Energie der auf die Spule ausgeübten elektromagnetischen Kraft in mechanische Energie für den linearen Antrieb durch den beweglichen Eisenkern umwandelt.
Ihre Funktion als Aktor wird durch ein Bauteil realisiert, das eine Spule und einen beweglichen Eisenkern kombiniert. Allgemeine Magnete beruhen auf einer Zugwirkung, da der Dreheisenkern zurückgezogen wird.
Durch die Kombination verschiedener Formen von Dreheisenkernspitzen und Antriebseinheiten lassen sich Bewegungen wie Ziehen, Drücken, Anhalten, Schlagen und Biegen kostengünstig realisieren. Daher werden sie nicht nur in industriellen Maschinenanwendungen wie Haushaltsgeräten, Geldautomaten, Verkaufsautomaten, Fahrkartenschaltern und automatischen Türen eingesetzt, sondern auch in verschiedenen Anwendungen des täglichen Lebens.
Anwendungen von DC-Magnetspulen
DC-Magnetspulen werden in einer Vielzahl von Anwendungen für Maschinen und Geräte des täglichen Lebens eingesetzt, da sie nicht nur gut steuerbar und reaktionsschnell sind, sondern dank ihres beweglichen Eisenkerns und ihrer Spitzenform auch verschiedene Bewegungen wie Ziehen, Schieben, Anhalten, Schlagen und Biegen mit geringem Aufwand ermöglichen.
Zu den wichtigsten Anwendungen gehören Münzsortiermaschinen in Verkaufsautomaten, automatische Türen und Fahrkartenschranken auf Bahnsteigen, Verriegelungsmechanismen in Parkhäusern und automatischen Türen, Kontrollvorrichtungen in Geldautomaten und Lieferboxen in Wohnanlagen und Lebensmittelgeschäften.
Funktionsweise der DC-Magnetspulen
Die Funktionsweise der DC-Magnetspulen beruht auf dem Faraday’schen Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Die elektrische Energie der elektromagnetischen Kraft, die durch die Spule fließt, wird durch den beweglichen Eisenkern in mechanische Energie für den Linearantrieb umgewandelt.
DC-Magnetspulen zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie im Vergleich zu Wechselstrommagneten bei Erregung keine Einschaltströme erzeugen und ein geringes Betriebsgeräusch aufweisen. Ein Gleichstrommagnet besteht in der Regel aus folgenden Komponenten: Körperrahmen, Spule, Feder, fester Eisenkern und beweglicher Eisenkern.
Wenn Strom durch die Spule fließt, wird gleichzeitig ein Magnetfeld erzeugt, und der bewegliche Eisenkern wird durch elektromagnetische Induktion an den festen Eisenkern angezogen, was einen Zugbetrieb ermöglicht. Der bewegliche Eisenkern wird vom festen Eisenkern angezogen, während der Strom fließt, und kehrt durch Federkraft zum festen Eisenkern zurück, sobald der Strom abgeschaltet wird.
Im Gegensatz zum Zugbetrieb gibt es auch einen Druckbetrieb, bei dem der feste Eisenkern mit einer Druckstange ausgestattet ist, die die Druckstange herausschiebt, sobald der bewegliche Eisenkern vom festen Eisenkern angezogen wird. Durch Änderung der Form dieser Spitzen können verschiedene Funktionen kostengünstig realisiert werden.
Weitere Informationen zu DC-Magnetspulen
1. Unterschiede zwischen AC- und DC-Magnetspulen
Wechselstrommagnete haben einen höheren Anlaufstrom und eine höhere Anzugskraft als DC-Magnetspulen. Wird ein Wechselstrommagnet jedoch überlastet und während der Bewegung blockiert, fließt weiterhin ein hoher Strom und die Spule brennt durch. Daher ist es wichtig, bei der Verwendung von Wechselstrommagneten Sicherheitsaspekte wie thermische Sicherungen und Überstromschutz zu berücksichtigen.
DC-Magnetspulen hingegen haben einen geringen Strom und eine niedrige Anzugskraft, so dass die Spule nicht durchbrennt, selbst wenn die beweglichen Teile überlastet oder blockiert sind, Daher sollten je nach Einsatzbedingungen unterschiedliche Magnete verwendet werden.
2. Selbsthaltende Magnete
Ein selbsthaltender Magnet ist eine Magnetspule mit einem Hochleistungs-Permanentmagneten, der kurzzeitig erregt wird. Der bewegliche Teil, üblicherweise als Anker bezeichnet, wird vom Dauermagneten angezogen und dann festgehalten.
Aufgrund der kurzen Erregungszeit eignet sich dieser linear bewegte Magnet ideal für elektrische Geräte, die auf extreme Energieeinsparung ausgerichtet sind, und ist ein wirksames Bauteil, wenn beispielsweise die Betriebsdauer von Akkus verlängert und der Temperaturanstieg verringert werden soll. Es gibt zwei Arten von Magneten, einen einseitig haltenden Typ, bei dem das bewegliche Teil angezogen und in einer Richtung gehalten wird, wenn die Spule erregt wird. Die zweite Art ist ein zweiseitig haltender Typ, bei dem ein einseitig haltender Typ in Reihe geschaltet ist und versucht, sich in zwei Richtungen zu bewegen und zu halten, indem Strom durch den jeweiligen Spulenwicklungsabschnitt geleitet wird.
Bei selbsthaltenden Magneten gibt es zwei Arten von Polformen: konisch und horizontal für Magnete mit einseitiger Rückhaltung, während bei Magneten mit zweiseitiger Rückhaltung nur konische Polformen üblich sind, da der Hub fest ist. Es ist wichtig, die Spezifikationen der Kennlinie jedes Magneten im Voraus sorgfältig zu prüfen, da die Magnetpolform je nach Hubgröße und Haltekraft verwendet wird.