保持式電磁鐵
保持式電磁鐵(Permanent Magnet Solenoid)結合了永磁體和電磁線圈的特性,具有穩定且持久的磁性,能夠在無需持續通電的情況下,長時間保持磁力,
保持式電磁鐵(Permanent Magnet Solenoid)結合了永磁體和電磁線圈的特性,具有穩定且持久的磁性,能夠在無需持續通電的情況下,長時間保持磁力,這使得它在需要持久吸力的應用中表現優異。與傳統電磁鐵不同,保持式電磁鐵在通電後,永磁體能夠固定磁場,無需額外的能源來維持其磁性,因此能夠有效減少能耗並延長設備的使用壽命。此外,它具有快速響應的特性,可以實現精確的推拉動作,適用於對動作時間有嚴格要求的場景。
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在選擇電磁鐵時,應首先確定其主要用途,包括是否需要推動或拉動、行程長度,以及所需的推/拉力大小。
(1) 推式與拉式
推式(Push Type):電磁鐵通電後,鐵芯向外推出,適用於需要外部驅動的機構。
拉式(Pull Type):電磁鐵通電後,鐵芯向內拉動,適用於需要內部牽引力的應用。
雙向(Push-Pull Type):具備推與拉的雙向功能,適用於需要可逆驅動的設備。
選擇建議:
若應用於門鎖、閥門等需要鎖定或解鎖的機構,通常選擇拉式電磁鐵。
若用於彈出機構、門栓、輸送機等設備,則選擇推式電磁鐵。
(2) 行程
行程指的是電磁鐵可動鐵芯的最大移動距離,通常範圍為 2mm 至 30mm。
選擇建議:
短行程(2-5mm):適用於高頻率啟動的應用,如自動化設備、鎖具等。
長行程(10mm 以上):適用於大型設備,如機械夾持、電動門控系統等。
注意:行程長度與推力呈反比,行程越長,推力越小。
(3) 推/拉力
推/拉力受多種因素影響,如線圈功率、磁通密度、電壓大小等,通常範圍為 100g ~ 5000g。
選擇建議:
若需要高推力,應選擇 短行程、高功率 型號。
若行程較長,需確保電磁鐵提供的推/拉力足以驅動機構。
注意:推/拉力在初始行程最大,行程增加時逐漸減小,這點在設計機構時需要考慮。
(1) 電壓選擇
常見的直流(DC)電磁鐵電壓有:
- DC 6V, 12V, 24V, 48V
- AC 110V、220V(較少見,通常為特定應用設計)
選擇建議:
- 若電磁鐵需與電池供電設備兼容,可選 DC 6V 或 12V
- 若使用於工業設備,通常選擇 DC 24V,穩定性更佳
- DC 48V 或更高電壓適用於需要大推力的機構,如電動閥門。但須考慮銅線是否容易取得的問題
(2) 功率選擇
功率(Wattage)影響電磁鐵的工作效率與發熱情況:
- 低功率(1W - 5W):適合間歇性工作的電磁鐵,如智能鎖、微型閥門。
- 中等功率(5W - 20W):適合工業自動化、輸送機、健身器材等應用。
- 高功率(20W 以上):適合高推力設備,如重型門控系統、自動化生產線等。
注意:
- 高功率電磁鐵需考慮散熱設計,否則可能導致過熱問題。
- 長時間工作時,應選擇具備節能設計的型號,如脈衝驅動(脈衝啟動後降低電流,減少發熱)。
在選擇電磁鐵時,尺寸與安裝方式至關重要:
確認 固定孔距、安裝方式(螺絲鎖固、焊接、卡扣式)
確保 鐵芯行程方向與機構匹配,避免受限於安裝空間
選擇建議:
- 若空間有限,可選擇 小型電磁鐵(10mm 以下),如門禁、智能鎖應用
- 若為大型機械設備,應確保電磁鐵安裝位置可承受拉力與推力
電磁鐵長時間運行可能會出現過熱、壽命縮短等問題,因此需考慮:
(1) 耐用性
- 長時間通電可能導致線圈燒毀、性能劣化或材料疲勞。
- 應選擇標示為**連續工作(100% ED)**的電磁鐵,表示可持續通電而不會過熱。
(2) 散熱設計
- 電磁鐵在運作時會產生熱量,若無適當的散熱管理,將縮短線圈的使用壽命。
- 可選擇具備散熱片、通風孔設計或外部冷卻裝置(如風扇或散熱器)的產品。
選擇建議:
若應用於高頻啟動或長時間運行,建議選擇:
- 低電阻線圈(降低I²R損耗)
- 脈衝寬度調變(PWM)驅動或脈衝保持電路(啟動後降低電流,減少功耗與發熱)
- 通過耐久性測試或具備認證的產品型號。
注意事項
散熱效能亦受到周圍環境溫度及安裝方向的影響。請確認電磁鐵的額定溫度範圍符合實際使用環境。
在特殊環境中使用時,需要選擇合適的防護等級:
(1) 防塵與防水(IP等級)
- IP54:防塵且可防止水濺,適合普通工業環境。
- IP65:完全防塵且能防低壓水柱噴射,適合戶外設備。
- IP67:可短暫浸水,適合高濕度或水下應用。
(2) 耐高溫設計
若應用於高溫環境,如汽機車零件、烘烤機械,需選擇:
- 耐高溫線圈(耐溫 150°C 以上)
- 高溫耐熱材料,如陶瓷或高耐熱塑膠外殼
(3) 抗震動與耐腐蝕
若應用於汽車、船舶、工業機械等震動較大的環境,應選擇:
- 抗震結構設計(加固型線圈、減震彈簧)
- 防腐蝕材料(如不鏽鋼或鍍鋅外殼)
注意事項:
應用於特殊環境的電磁閥多為特殊設計,一般都需要開模訂製。