Solenoïden zijn eenvoudige componenten die voor verschillende toepassingen kunnen worden gebruikt. De naam solenoïde is afgeleid van het Griekse woord "Solen" wat een kanaal of een pijp betekent. Solenoïden worden gebruikt in zowel huishoudelijke als industriële apparatuur, ze zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen, elk met hun eigen specifieke toepassingen. Hoewel de applicatie verandert, blijft hun werkingsprincipe altijd hetzelfde. Hier zullen we het hebben over de werking van de solenoïde en verschillende soorten solenoïden.
Wat is een solenoïde?
Een solenoïde is een lang stuk draad dat is gewikkeld in de vorm van een spoel. Wanneer de elektrische stroom door de spoel gaat, wordt een relatief uniform magnetisch veld in de spoel gecreëerd.
De solenoïde kan een magnetisch veld creëren uit elektrische stroom en dit magnetische veld kan worden gebruikt om een lineaire beweging te genereren met behulp van een metalen kern. Dit eenvoudige apparaat kan worden gebruikt als elektromagneet, als inductor of als miniatuur draadloze ontvangstantenne in een circuit.
Werkingsprincipe van de solenoïde
De solenoïde werkt gewoon volgens het principe van "elektromagnetisme". Wanneer de stroom door het magnetische veld van de spoel erin wordt opgewekt, als u een metalen kern in de spoel plaatst, worden de magnetische fluxlijnen geconcentreerd op de kern, waardoor de inductie van de spoel toeneemt in vergelijking met de luchtkern. Dit concept van elektomagnatische inductie is meer uitgewerkt in ons vorige Tesla- spoelproject.
Het grootste deel van de flux is alleen geconcentreerd op de kern, terwijl een deel van de flux aan de uiteinden van de spoel verschijnt en een kleine hoeveelheid flux buiten de spoel verschijnt.
De magnetische sterkte van de solenoïde kan worden verhoogd door de dichtheid van de windingen te vergroten of door de stroom in de spoel te vergroten.
Net als alle andere magneten heeft de geactiveerde solenoïde zowel positieve als negatieve polen, waardoor een object kan worden aangetrokken of afgestoten.
Soorten solenoïden
Er zijn verschillende soorten solenoïden op de markt, de classificatie is gemaakt op basis van materiaal, ontwerp en functie.
- AC- gelamineerde solenoïde
- DC- C Frame-solenoïde
- DC- D Frame-solenoïde
- Lineaire solenoïde
- Roterende solenoïde
AC gelamineerde solenoïde
De AC gelamineerde solenoïde bestaat uit een metalen kern en een draadspiraal. De kern is gemaakt van een gelamineerd metaal om de zwerfstroom te verminderen, dit helpt bij het verbeteren van de prestaties van de solenoïde.
Een AC-solenoïde heeft een bijzonder voordeel omdat deze bij de eerste slag een grote hoeveelheid kracht kan leveren. Dit komt omdat ze een inschakelstroom hebben (een ogenblikkelijke hoge ingangsstroom die wordt getrokken door een voeding of elektrische apparatuur wanneer deze wordt ingeschakeld). Ze zijn in staat om meer slagen te gebruiken dan een DC gelamineerde solenoïde.
Ze zijn verkrijgbaar in verschillende configuraties en reeksen en produceren een helder zoemend geluid wanneer ze in bedrijf zijn.
Een AC-gelamineerde solenoïde kan worden gebruikt in een verscheidenheid aan apparatuur die onmiddellijke actie vereist, zoals medische apparatuur, sloten, voertuigen, industriële apparatuur, printers en in sommige huishoudelijke apparaten.
DC C-Frame-solenoïde
Het C-frame verwijst naar het ontwerp van de solenoïde. De DC C-Frame-solenoïde heeft alleen een frame in de vorm van de letter C dat rond de spoel is bedekt.
De DC C-Frame-solenoïde wordt gebruikt in meerdere dagelijkse toepassingen vanwege zijn meer gecontroleerde slagwerking. Hoewel het een DC-configuratie is, kunnen ze ook worden gebruikt in apparatuur die is ontworpen voor wisselstroom.
Afbeeldingsbron:
Dit type solenoïde wordt voornamelijk gebruikt in speelautomaten, fotografische luiken, scanners, stroomonderbrekers, muntentellers en wisselgeldwisselaars.
DC D-frame solenoïde
Dit type solenoïde heeft een tweedelig frame dat de spoelen bedekt. Ze hebben een vergelijkbare functie als een C-frame-solenoïde, daarom kan het D-frame ook met wisselstroom worden gebruikt en heeft het een gecontroleerde slagwerking.
De DC D-frame solenoïde wordt gebruikt voor zowel conventionele als medische toepassingen zoals speelautomaten, geldautomaten en bloed- en gasanalysator.
Lineaire solenoïde
De lineaire solenoïdes zijn meer bekend bij de mensen. Het bestaat uit een draadspiraal die om een beweegbare metalen kern is gewikkeld, waardoor we trek- of duwkracht kunnen uitoefenen op een mechanisch apparaat.
Dit type solenoïdes wordt meestal gebruikt op startapparatuur. Dit schakelmechanisme helpt bij het voltooien van een circuit en laat de stroom door een mechanisme stromen.
De lineaire solenoïdes worden vooral gebruikt in de automatisering en sterk beveiligde deurmechanismen en startmotoren van auto's en fietsen.
Roterende solenoïde
Een roterende solenoïde is een uniek type solenoïde dat wordt gebruikt voor verschillende toepassingen waarbij een eenvoudig automatisch besturingsproces nodig is. Het werkt volgens hetzelfde principe als de andere solenoïdes en heeft dezelfde elementen, een spoel en een kern, maar ze hebben een andere werking.
De metalen kern is op een schijf gemonteerd en heeft kleine groeven eronder. De grootte van de groeven komt exact overeen met de sleuven in het lichaam van de solenoïde. Het heeft ook kogellagers om gemakkelijke bewegingen te maken.
Wanneer de solenoïde wordt geactiveerd, wordt de kern in het lichaam van de solenoïde getrokken en begint de schijfkern te draaien. Deze opstelling heeft een veerplaats tussen de kern en het lichaam van de solenoïde. Zodra de voeding is losgekoppeld, drukt de veer de schijfkern naar zijn oorspronkelijke positie.
De roterende solenoïde is robuuster in vergelijking met alle andere soorten solenoïden. Ze waren oorspronkelijk alleen ontworpen voor de afweermechanismen, maar tegenwoordig kun je ze terugvinden in veel geautomatiseerde industriële mechanismen zoals laser en sluiter.
Conclusie
Nu kent u de solenoïdes, het werkingsprincipe en de verschillende typen solenoïdes die op de markt verkrijgbaar zijn. De solenoïdes zijn de eenvoudige en effectieve oplossing voor het regelen van de kleppen en elektromagnetische schakelaars of mechanische vergrendelingen.
Hun werkingsprincipe en onmiddellijke respons maakten ze tot een betere oplossing voor toepassingen die een grote hoeveelheid stroom in een kleine ruimte nodig hebben en waar een snelle, consistente en robuuste werking nodig is.
Hier zijn enkele toepassingen die solenoïde gebruiken samen met het stuurcircuit:
- Solenoïde stuurcircuit
- Hoe een magneetventiel met Arduino te bedienen
- Automatische waterdispenser met Arduino
Nu weet u alles over de solenoïde, dus u kunt beginnen met het implementeren van de kennis met uw creativiteit om te profiteren van de eigenschappen van de solenoïde om uw volgende uitvinding te creëren.