Selbsthaltemagnete

1. Design und Merkmale der Selbsthaltemagnete von TDS Precision Products GmbH

Die Selbsthaltemagnete (auch unter den Begriffen Permanentmagnet oder Elektromagnet mit magnetischer Verriegelung bekannt) stellen eine Produktgruppe linearer Elektromagnete mit offenem Rahmen dar, die die Vorzüge eines Hochleistungs-Permanentmagneten nutzen. Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei allen linearen Elektromagneten. Wenn die Spule unter Spannung gesetzt wird, bewegt sich der Tauchkern in Richtung des Pol-Teils. Der Vorteil des Selbsthaltemagnetes ist, dass der Tauchkern, nachdem er unter Spannung gesetzt wurde und sich bewegt hat, in der eingeschalteten Position verbleibt, ohne dass noch weiter Strom zugeführt wird. Dieses "Halte"-Merkmal wird erreicht, weil der Permanentmagnet ein magnetisches Verriegelungsfeld erzeugt, das den Tauchkern in der geschlossenen oder erregten, d.h. unter Spannung gesetzten Position bewahrt. Es gibt zwei Konfigurationstypen von Selbsthaltemagneten: Die eine ist die Bauweise mit der Haltewirkung in einer einzigen Richtung, die andere mit Haltewirkung in zwei Richtungen. Das Design mit der Haltewirkung in einer einzigen Richtung verwendet einen Permanentmagneten, um den Elektromagneten in der erregten, unter Spannung
gesetzten Position zu halten. Das Design mit der Haltewirkung in zwei Richtungen verwendet einen Permanentmagneten, der den umschlossenen Tauchkern in zwei verschiedenen Stellungen an den beiden Enden des Hubs halten kann. Dies wird durch die Verwendung von zwei separaten Spulen und Polteilen herbeigeführt.

2. Hub, Kraft und Haltekraft der Haftmagnete

Die Selbsthaltemagnete können sowohl in Anwendungen mit kurzem als auch langem Hub eingesetzt werden. Als solches sind die Bauweisen der Polteile entweder konisch oder flach, in Abhängigkeit von den Leistungsanforderungen. Um den Wirkungsgrad zu verbessern, sollte der Hub des Elektromagneten bei der Anwendung auf ein Minimum reduziert werden.

3. Betriebsfaktoren

A) Temperatur
Die Angaben für die Spulen von Elektromagneten mit Permanentmagnet zeigen Werte bei einer Umgebungstemperatur von 20°C und einem Einschaltdauer von 25%. (Beim SH2LC0524 ist die Einschaltdauer 10%). Die Spule des Elektromagneten kann bei Temperaturen von bis zu 105"C arbeiten. Die meisten Anwendungen, die Selbsthaltemagnete benutzen, sind intermittierende Anwendungen (da der Permanentmagnet zum Halten benutzt wird). Achten Sie bitte auf die maximale "EIN"-Zeit, um möglichen thermischen Schäden vorzubeugen.
B) Betrieb
Der Permanentmagnet-Elektromagnet unterscheidet sich von traditionellen Elektromagneten insofern, als die elektrische Polarität wichtig ist, um einen korrekten Betriebsablauf zu erzielen. Die Zuleitungskabel von der Spule sind farbig markiert und müssen an die dazugehörigen elektrischen Anschlüsse angeschlossen werden (Plus- und Minus-Pole). Wenn der Strom in eine Richtung fliesst (solange der Elektromagnet unter Spannung gesetzt wird), sind das magnetische Feld der Spule und das permanente Magnetfeld additiv. Um den Elektromagneten aus der "Halte"-Position zu lösen, muss das Spulenfeld das permanente Magnetfeld aufheben, demzufolge muss der Strom in die entgegengesetzte Richtung zu der Zugrichtung bei Stromzufluss fliessen.
C) Rückstellfeder
Bei dem Bautyp mit Haltewirkung in einer Richtung ist es vorteilhaft, eine Rückstellfeder zu verwenden, um ein unbeabsichtigtes "Hineinziehen" des Tauchkerns zu verhindern, was durch das magnetische Feld des Permanentmagneten verursacht werden könnte.
D) Modifizierungen von Tauchkern und Welle
Es wird nicht empfohlen, dass der Kunde Modifizierungen des Tauchkerns oder der Welle vornimmt, da die Wellen im Werk hergestellt und plattiert werden. Jede beliebige Spezialkonfiguration kann geliefert werden. Bitte konsultieren Sie das Werk bezüglich weiterer Details.
E) Handhabung
Ein Selbsthaltemagnet verwendet einen Permanentmagnet, der Metallpartikel anzieht. Daher muss besonders darauf geachtet werden, dass sich solche Metallpartikel nicht an dem Elektromagneten "festsetzen".
F) Einbau des Elektromagneten
Die Selbstmagnete haben Gewindebohrungen zur Befestigung am Rahmen. Es muss darauf geachtet werden, dass die Befestigungsschrauben, die zum Anbringen dieser Elektromagnete benutzt werden, die richtige Länge besitzen, damit die Spule nicht beschädigt wird.

4. Allgemeine Charakteristika unserer Selbsthaltemagneten

Isolationsklasse:  Klasse A (105°C), Zuleitungsdrahtklasse A (105°C)
Elektrische Festigkeit: WS 1000V 50/60Hz 1 Min. (bei normaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit)
Isolationswiderstand: Mehr als 100 Megaohm bei GS 500V Isolationsmessgerät (bei normaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit)
Erwartete Lebensdauer:  200000 Zyklen (Die Zyklus-Lebensdauer eines Elektromagneten hängt erheblich von der Seitenlast, der Häufigkeit des Einsatzes und den Umweltbedingungen ab. Tests der Zyklus-Lebensdauer sollten von dem Kunden durchgeführt werden.)

5. Die Auswahl des richtigen Selbsthaltemagneten

Bevor Sie einen bestimmten Elektromagneten mit Permanentmagnet wählen, müssen die folgenden Informationen bestimmt werden:
A) Anzugskraft und Haltekraft
Die tatsächliche Kraft, die in der Anwendung sowohl für das "Hineinziehen" als auch das "Halten" erforderlich ist, sollte um einen Sicherheitsfaktor mit dem Multiplikator 1,5 erhöht werden, um zu dem Kraftwert zu kommen, der in Ihrer Spezifizierung benutzt werden sollte.
B) Einschaltdauer
Die meisten Anwendungen, die Selbsthaltemagneten benutzen, sind intermittierende Anwendungen (da der Permanentmagnet zum Halten benutzt wird). Die Einschaltdauer für jeden Elektromagneten ist im Katalog aufgeführt. Achten Sie bitte auf die maximale "EIN"-Zeit, um mögliche thermische Schäden zu vermeiden.
C) Hub
Der Hub für ein Permanentmagnet mit einer Richtung wird von den Erfordernissen der Anwendung bestimmt. Bei einem Selbsthaltemagnet mit zwei Richtungen wird der Hub von dem gewählten
Elektromagneten bestimmt.
D) Betriebsspannung
Die Gleichstrom-Betriebsspannung wird von der Anwendung und der verfügbaren Spannung bestimmt. Nachdem diese Spezifizierungen bestimmt wurden, kann man die richtige Grösse des Elektromagneten für die Anwendung finden, indem man die Tabellen und Graphiken mit den Kraft-Hub-Charakteristika benutzt. Die Spulendaten sind auch für verschiedene Grössen des Magnetdrahts aufgeführt. Falls die exakte Betriebsspannung nicht in der Tabelle mit den Spulendaten verzeichnet ist, dann konsultieren Sie bitte das Werk bezüglich weiterer Einzelheiten. Hinweis: Bei einem Selbsthaltemagneten des Typs mit Haltewirkung in einer einzigen Richtung muss der geeignete Grad an Umkehrstrom der Spule zugeführt werden, um den Permanentmagneten zu "lösen", so dass der Tauchkern wieder in die abgeschaltete, stromlose Position zurückkehren kann. Die Daten für diesen "Löse"-Strom sind bei den für jede Elektromagneten-Grösse aufgeführtenSpulendaten angezeigt. Um die Kraftabgabe des Elektromagneten nach dem Anstieg der Temperatur zu bestimmen, verwenden Sie bitte die Amperewindung-Kraft-Diagramme, nach dem die Amperewindungen berechnet worden sind.

6. Bestellinformationen zu den Selbsthaltemagneten

Zum Bestellen eines Selbsthaltemagneten muss die richtige Artikelnummer aus den Katalogangaben bestimmt werden. Das folgende Beispiel zeigt eine komplette Artikelnummer:
SHILC0524-06 (Haltewirkung in einer Richtung, konische Fläche und 6V Spule)
SH2LC0730-12 (Haltewirkung in zwei Richtungen, konische Fläche und 12V Spule)