इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि त्यांचे अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोमॅग्नेट विद्युत प्रवाहासह प्रवाहित कॉइल वापरून चुंबकीय क्षेत्र तयार करते. हे क्षेत्र वाढवण्यासाठी आणि चुंबकीय प्रवाह विशिष्ट मार्गावर निर्देशित करण्यासाठी, बहुतेक इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये सौम्य चुंबकीय स्टीलचे चुंबकीय सर्किट असते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचा वापर

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स इतके व्यापक झाले आहेत की तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्राचे नाव देणे कठीण आहे जेथे ते एका किंवा दुसर्या स्वरूपात वापरले जातात. ते अनेक घरगुती उपकरणांमध्ये आढळतात - इलेक्ट्रिक शेव्हर्स, टेप रेकॉर्डर, टेलिव्हिजन इ. संप्रेषण तंत्रज्ञान उपकरणे - टेलिफोनी, टेलिग्राफी आणि रेडिओ - त्यांच्या वापराशिवाय अकल्पनीय आहेत.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स हे इलेक्ट्रिकल मशीन्स, अनेक औद्योगिक ऑटोमेशन डिव्हाइसेस, विविध इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्ससाठी नियंत्रण आणि संरक्षण उपकरणे यांचा अविभाज्य भाग आहेत. इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या वापराचे विकसनशील क्षेत्र म्हणजे वैद्यकीय उपकरणे. शेवटी, सिंक्रोफासोट्रॉनमधील प्राथमिक कणांना गती देण्यासाठी विशाल इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचा वापर केला जातो.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे वजन एका ग्रॅमच्या अपूर्णांकांपासून शेकडो टनांपर्यंत बदलते आणि त्यांच्या ऑपरेशन दरम्यान वापरली जाणारी विद्युत ऊर्जा मिलीवॅटपासून हजारो किलोवॅट्सपर्यंत बदलते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या वापराचे एक विशेष क्षेत्र म्हणजे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक यंत्रणा. त्यामध्ये, कार्यरत घटकाची आवश्यक भाषांतरात्मक हालचाल करण्यासाठी, एकतर मर्यादित कोनातून फिरवण्यासाठी किंवा होल्डिंग फोर्स तयार करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचा वापर ड्राइव्ह म्हणून केला जातो.

अशा इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे उदाहरण ट्रॅक्शन इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आहेत, जे विशिष्ट कार्यरत संस्था हलवताना विशिष्ट कार्य करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत; इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लॉक; इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्लच आणि ब्रेक आणि ब्रेक सोलेनोइड्स; रिले, कॉन्टॅक्टर्स, स्टार्टर्स, सर्किट ब्रेकर्समध्ये संपर्क साधने कार्यान्वित करणारे इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स; इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स उचलणे, कंपन करणारे इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स इ.

अनेक उपकरणांमध्ये, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्ससह किंवा त्यांच्याऐवजी, कायम चुंबक वापरले जातात (उदाहरणार्थ, मेटल कटिंग मशीनच्या चुंबकीय प्लेट्स, ब्रेक, चुंबकीय लॉक इ.).

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे वर्गीकरण

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स डिझाइनमध्ये खूप वैविध्यपूर्ण आहेत, जे त्यांच्या वैशिष्ट्यांमध्ये आणि पॅरामीटर्समध्ये भिन्न आहेत, म्हणून वर्गीकरण त्यांच्या ऑपरेशन दरम्यान होणाऱ्या प्रक्रियांचा अभ्यास करण्यास सुलभ करते.

चुंबकीय प्रवाह तयार करण्याच्या पद्धती आणि अभिनय चुंबकीय शक्तीच्या स्वरूपावर अवलंबून, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स तीन गटांमध्ये विभागले जातात: थेट प्रवाहासह तटस्थ इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, थेट प्रवाहासह ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि वैकल्पिक प्रवाहासह इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स.

तटस्थ इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स

तटस्थ डीसी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये, कायम कॉइलद्वारे कार्यरत चुंबकीय प्रवाह तयार केला जातो.इलेक्ट्रोमॅग्नेटची क्रिया केवळ या प्रवाहाच्या विशालतेवर अवलंबून असते आणि ती त्याच्या दिशेवर अवलंबून नसते आणि म्हणून इलेक्ट्रोमॅग्नेटच्या कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेवर अवलंबून नसते. विद्युत् प्रवाहाच्या अनुपस्थितीत, चुंबकीय प्रवाह आणि आर्मेचरवर कार्य करणारी आकर्षण शक्ती व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य असते.

ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स

ध्रुवीकृत डीसी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स दोन स्वतंत्र चुंबकीय प्रवाहांच्या उपस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत: (ध्रुवीकरण आणि कार्य. बहुतेक प्रकरणांमध्ये ध्रुवीकरण चुंबकीय प्रवाह स्थायी चुंबकाच्या मदतीने तयार केला जातो. कधीकधी या हेतूसाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचा वापर केला जातो. कार्यरत प्रवाह क्रियेच्या अंतर्गत येतो. कार्यरत किंवा नियंत्रण कॉइलच्या चुंबकीय शक्तीचे. त्यांच्यामध्ये विद्युत् प्रवाह नसल्यास, ध्रुवीकरण चुंबकीय प्रवाहाने तयार केलेले आकर्षक बल आर्मेचरवर कार्य करते. ध्रुवीकृत इलेक्ट्रोमॅग्नेटची क्रिया परिमाण आणि दिशा या दोन्हींवर अवलंबून असते कार्यरत प्रवाह, म्हणजेच कार्यरत कॉइलमधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा.

एसी इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स

वैकल्पिक विद्युत् चुंबकांमध्ये, कॉइलला पर्यायी विद्युत् स्त्रोताद्वारे ऊर्जा दिली जाते. कॉइलद्वारे तयार केलेला चुंबकीय प्रवाह ज्याद्वारे पर्यायी प्रवाह वेळोवेळी परिमाण आणि दिशा (पर्यायी चुंबकीय प्रवाह) मध्ये बदलतो, परिणामी विद्युत चुंबकीय शक्ती पुरवठाच्या वारंवारतेच्या दुप्पट वारंवारतेसह शून्य ते कमाल पर्यंत पोहोचते. वर्तमान

तथापि, ट्रॅक्शन इलेक्ट्रोमॅग्नेट्ससाठी, एका विशिष्ट पातळीच्या खाली इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स कमी करणे अस्वीकार्य आहे, कारण यामुळे आर्मेचर कंपन होते आणि काही प्रकरणांमध्ये सामान्य ऑपरेशनमध्ये थेट व्यत्यय येतो.म्हणून, वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाहासह कार्य करणार्‍या कर्षण इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये, फोर्स रिपलची खोली कमी करण्यासाठी उपायांचा अवलंब करणे आवश्यक आहे (उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रोमॅग्नेट पोलचा भाग झाकणारी शील्डिंग कॉइल वापरणे).

सूचीबद्ध प्रकारांव्यतिरिक्त, वर्तमान-सुधारणा इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स सध्या व्यापक आहेत, ज्याचे श्रेय शक्तीच्या दृष्टीने वैकल्पिक विद्युत चुंबकांना दिले जाऊ शकते आणि त्यांच्या वैशिष्ट्यांनुसार ते थेट वर्तमान इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या जवळ आहेत. कारण त्यांच्या कामाची काही विशिष्ट वैशिष्ट्ये अजूनही आहेत.

वळण ज्या पद्धतीने चालू केले जाते त्यानुसार, मालिका आणि समांतर विंडिंग असलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये फरक केला जातो.

दिलेल्या विद्युत् प्रवाहावर कार्यरत असलेल्या मालिका विंडिंग्स मोठ्या विभागात थोड्या वळणाने बनविल्या जातात. अशा कॉइलमधून जाणारा प्रवाह व्यावहारिकपणे त्याच्या पॅरामीटर्सवर अवलंबून नाही, परंतु कॉइलसह मालिकेत जोडलेल्या ग्राहकांच्या वैशिष्ट्यांद्वारे निर्धारित केला जातो.

दिलेल्या व्होल्टेजवर काम करणार्‍या समांतर विंडिंग्समध्ये, नियमानुसार, खूप मोठ्या संख्येने वळणे असतात आणि ते लहान क्रॉस-सेक्शनसह वायरचे बनलेले असतात.

कॉइलच्या स्वरूपानुसार, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स दीर्घ, नियतकालिक आणि अल्प-मुदतीच्या मोडमध्ये कार्यरत असलेल्यांमध्ये विभागले जातात.

क्रियेच्या गतीच्या दृष्टीने, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स क्रियेच्या सामान्य गतीचे, जलद-अभिनय आणि मंद-अभिनय करणारे असू शकतात. हा विभाग काहीसा अनियंत्रित आहे आणि मुख्यत्वे कृतीची आवश्यक गती प्राप्त करण्यासाठी विशेष उपाययोजना केल्या गेल्या आहेत की नाही हे सूचित करते.

वरील सर्व वैशिष्ट्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या डिझाइन वैशिष्ट्यांवर त्यांची छाप सोडतात.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स उचलणे

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उपकरण

त्याच वेळी, प्रॅक्टिसमध्ये विविध प्रकारच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेट्ससह, त्यामध्ये समान उद्देशाने मुख्य भाग असतात. त्यामध्ये मॅग्नेटीझिंग कॉइल असलेली कॉइल असते (त्यात अनेक कॉइल आणि अनेक कॉइल असू शकतात), फेरोमॅग्नेटिक मटेरियलने बनवलेल्या चुंबकीय सर्किटचा एक निश्चित भाग (योक आणि कोर) आणि चुंबकीय सर्किटचा एक जंगम भाग (आर्मचर). काही प्रकरणांमध्ये, चुंबकीय सर्किटच्या स्थिर भागामध्ये अनेक भाग असतात (बेस, गृहनिर्माण, फ्लॅंज इ.). अ)

आर्मेचर उर्वरित चुंबकीय सर्किटपासून हवेच्या अंतरांद्वारे वेगळे केले जाते आणि ते इलेक्ट्रोमॅग्नेटचा भाग आहे, जे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शक्ती ओळखून, ते सक्रिय यंत्रणेच्या संबंधित भागांमध्ये हस्तांतरित करते.

चुंबकीय सर्किटच्या फिरत्या भागाला स्थिर भागापासून वेगळे करणाऱ्या हवेतील अंतरांची संख्या आणि आकार विद्युत चुंबकाच्या रचनेवर अवलंबून असतात. हवेतील अंतर जेथे उपयुक्त शक्ती निर्माण होते त्यांना कामगार म्हणतात; हवेतील अंतर जेथे अँकरच्या संभाव्य गतीच्या दिशेने कोणतेही बल नसते ते परजीवी असतात.

कार्यरत हवेतील अंतर मर्यादित करणाऱ्या चुंबकीय सर्किटच्या फिरत्या किंवा स्थिर भागाच्या पृष्ठभागांना ध्रुव म्हणतात.

उर्वरीत इलेक्ट्रोमॅग्नेटच्या सापेक्ष आर्मेचरच्या स्थानावर अवलंबून, बाह्य आकर्षक आर्मेचर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, मागे घेता येण्याजोग्या आर्मेचर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि बाह्य ट्रान्सव्हर्सली फिरणारे आर्मेचर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स यांच्यात फरक केला जातो.

बाह्य आकर्षक आर्मेचरसह इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे कॉइलच्या सापेक्ष आर्मेचरचे बाह्य स्थान. हे प्रामुख्याने आर्मेचरपासून कोरच्या शेवटच्या बाजूला जाणाऱ्या कामाच्या प्रवाहामुळे प्रभावित होते.आर्मेचरची हालचाल रोटेशनल असू शकते (उदाहरणार्थ, वाल्व सोलेनॉइड) किंवा अनुवादात्मक. अशा इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समधील गळतीचे प्रवाह (कार्यरत अंतराव्यतिरिक्त बंद होणे) व्यावहारिकपणे कर्षण शक्ती तयार करत नाहीत आणि त्यामुळे ते कमी होण्याची प्रवृत्ती असते. या गटातील इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स मोठ्या प्रमाणात शक्ती विकसित करू शकतात, परंतु सामान्यतः तुलनेने लहान आर्मेचर स्ट्रोकसह वापरले जातात.

मागे घेता येण्याजोग्या आर्मेचर इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे कॉइलच्या आत आर्मेचरचे त्याच्या सुरुवातीच्या स्थितीत आंशिक प्लेसमेंट आणि ऑपरेशन दरम्यान कॉइलमध्ये त्याची पुढील हालचाल. अशा इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समधून गळतीचे प्रवाह, विशेषत: मोठ्या हवेच्या अंतरांसह, एक विशिष्ट खेचणारी शक्ती तयार करतात, परिणामी ते उपयुक्त आहेत, विशेषत: तुलनेने मोठ्या आर्मेचर स्ट्रोकसाठी. असे इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स स्टॉपसह किंवा त्याशिवाय बनवले जाऊ शकतात आणि कर्षण वैशिष्ट्य काय प्राप्त करायचे आहे त्यानुसार कार्यरत अंतर तयार करणार्या पृष्ठभागांचा आकार भिन्न असू शकतो.

सर्वात सामान्य म्हणजे सपाट आणि छाटलेले शंकूच्या आकाराचे ध्रुव असलेले इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, तसेच लिमिटरशिवाय इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स. आर्मेचरसाठी मार्गदर्शक म्हणून, नॉन-चुंबकीय सामग्रीची एक ट्यूब बहुतेकदा वापरली जाते, ज्यामुळे आर्मेचर आणि चुंबकीय सर्किटच्या वरच्या, स्थिर भागामध्ये परजीवी अंतर निर्माण होते.

मागे घेता येण्याजोगे आर्मेचर सोलेनोइड्स फोर्स विकसित करू शकतात आणि आर्मेचर स्ट्रोक खूप विस्तृत श्रेणीत बदलू शकतात, ज्यामुळे ते मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

व्ही इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स ज्यामध्ये बाह्य आडवा फिरणारे आर्मेचर आर्मेचर बलाच्या चुंबकीय रेषांमधून फिरतात, एका विशिष्ट मर्यादित कोनातून फिरतात.अशा इलेक्ट्रोमॅग्नेट्समध्ये सामान्यतः तुलनेने लहान शक्ती विकसित होतात, परंतु ध्रुव आणि आर्मेचर आकारांच्या योग्य जुळणीद्वारे, कर्षण वैशिष्ट्यांमधील बदल आणि परतावा उच्च गुणांक प्राप्त करण्यास अनुमती देतात.

इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सच्या तीन सूचीबद्ध गटांपैकी प्रत्येकामध्ये, कॉइलमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या स्वरूपाशी आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेट्सची निर्दिष्ट वैशिष्ट्ये आणि मापदंडांची खात्री करण्याच्या आवश्यकतेशी संबंधित अनेक डिझाइन प्रकार आहेत.

हे देखील वाचा: चुंबकीय क्षेत्र, सोलेनोइड्स आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स बद्दल