Was ist ein Latching-Solenoid?
Latching-Solenoids (verriegelnde Magnetspulen) verwenden einen Stromimpuls oder einen internen Permanentmagneten, um die eingestellte Position beizubehalten, ohne einen konstanten elektrischen Strom zu verbrauchen.
Obwohl das Funktionsprinzip allen linearen Magnetspulen ähnelt, ist bei Latching-Solenoids die Rolle der elektrischen Polarität im anzuwendenden Prozess etwas anders. Während der Strom in eine Richtung fließt, die das Spulenfeld im Solenoid energetisiert, trägt er zur Anziehung des Permanentmagneten bei. Der Anker wiederum wird an den festen Pol innerhalb des Solenoidkörpers gezogen.
Wenn der Anker sich vollständig bewegt hat und den Pol berührt, bleibt er ohne weiteren elektrischen Eingang in dieser Position. Der Anker wird in dieser Position durch den Permanentmagneten gehalten. Um das Solenoid aus dieser Halteposition zu lösen, muss die Anziehungskraft des „Halte“-Magneten aufgehoben werden, indem ein Strom in entgegengesetzter Richtung durch das Spulenfeld gesendet wird.
Latching-Solenoids arbeiten effizient in Fällen, in denen die Impulsdauer im Vergleich zur Haltedauer viel kürzer ist. Während Latching-Solenoids sowohl in Kurz- als auch in Langhubanwendungen eingesetzt werden können, sollte der Solenoidhub minimiert werden, um die Effizienz zu steigern.
Es gibt zwei Haupttypen von Latching-Solenoids:
Permanentmagnet (PM) Latching-Solenoid-Aktuatoren verwenden Permanentmagnete zusammen mit der Magnetspule, um die Position des Ankers beizubehalten, wenn kein Strom angelegt wird. Der Permanentmagnet erzeugt im magnetischen Kreis einen kleinen magnetischen Fluss, der eine Anziehung des Ankers und des festen Polstücks ohne Energiezufuhr bewirkt. Wenn ein kurzer elektrischer Stromimpuls an die Spule angelegt wird, kann der von der Spule erzeugte elektromagnetische Fluss den Permanentmagnetfluss je nach Polarität des angelegten Stroms entweder ergänzen oder aufheben.
In Anwendungen, bei denen die Last den Anker vom festen Pol wegbewegt, können Latching-Solenoids ohne kontinuierlichen Stromverbrauch in der ausgefahrenen oder eingefahrenen Position bleiben. In Anwendungen, bei denen keine Last auf den Anker wirkt, kann eine Feder verwendet werden, um den Anker in der ausgefahrenen Position zu halten. In beiden Fällen wird ein Stromimpuls angelegt, um den magnetischen Fluss zum Permanentmagneten hinzuzufügen und den Anker zum festen Polstück zu bewegen. Wenn der Strom entfernt wird, wird der Anker durch den Permanentmagneten in der „verriegelten“ Position gehalten. Umgekehrt hebt das Anlegen eines Impulses mit umgekehrter Polarität den Permanentmagnetfluss auf, wodurch die Last oder die Feder den Anker freigibt und ihn in die ausgefahrene Position bewegen lässt.
Restmagnetismus (RM) Latching-Solenoid-Aktuatoren funktionieren ähnlich wie Permanentmagnet-Latching-Aktuatoren. Es gibt jedoch einige einzigartige Designunterschiede. Während beide Arten von Latching-Solenoid-Aktuatoren die verriegelte Position stromlos beibehalten, bleiben Restmagnetismus-Aktuatoren ohne Verwendung von Permanentmagneten verriegelt. RM-Latching-Aktuatoren bieten die gleichen Vorteile wie PM-Latching-Aktuatoren: sie verbrauchen in der verriegelten Position keinen Strom, erzeugen keine Wärme und kein elektrisches Rauschen. RM-Verriegelungen nutzen den natürlichen „Restmagnetismus“, der allen DC-Aktuatoren eigen ist und durch spezielle interne Designmerkmale verbessert wurde, um ohne Permanentmagnete eine außergewöhnliche Haltekraft zu bieten. Das Einrasten des RM-Aktuators erfolgt durch einen kurzen elektrischen Stromimpuls beliebiger Polarität, um den Anker an das feste Polstück zu ziehen und dort zu „verriegeln“. Das Lösen des Aktuators erfolgt durch Anlegen eines Niedrigstromimpulses mit der entgegengesetzten Polarität zu der, die zum Verriegeln des Aktuators verwendet wurde. Im Gegensatz zu PM-Latching-Aktuatoren, die manuell verriegelt werden können, können RM-Latching-Aktuatoren nach der Verriegelung nicht ohne das Anlegen eines elektrischen Stromimpulses zurückgesetzt werden.
Esular setzt die Latching-Technologie in vielen Anwendungen ein, einschließlich der Kombination mit Fluidsteuerung, was den Einsatz von Luft-, Hydraulik- und Wassersteuerungsventilen auf völlig neue und unterschiedliche Weise ermöglicht.
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