II. Описание работы электромагнитного замка
Принцип работы электромагнитного замка
При подаче напряжения на замок в обмотке возникает электрический ток, создающий магнитное поле в магнитной цепи сердечник-якорь (вспомните правило буравчика). Для разрыва магнитной цепи (отрыва якоря) необходимо приложить силу P = 4.06 x B2 x S кгс, где
- B - магнитная индукция, тл;
- S - площадь полюса, см2.
Таким образом усилие отрыва якоря замка не имеет прямой зависимости от напряжения и силы тока. Магнитная индукция B является нелинейной функцией и зависит от магнитной характеристики материалов сердечника и якоря замка (магнитная проницаемость μ), силы тока и количества витков в обмотке. Также на силу удержания влияют механические характеристики замка: жесткость конструкции, шероховатость полюсов.
Теоретически достижимая удельная сила удержания равна 20 кгс/см2 полюса сердечника замка. Наши замки имеют удельную силу удержания около 10 кгс/см2, в то время как удельная сила удержания магнитных замков других производителей составляет 7-8 кгс/см2 (подробнее в разделе "Отличия замков ОЛЕВС").
Остаточная намагниченность
Явление остаточной намагниченности проявляется в том, что после отключения замка в его магнитной цепи сохраняется остаточная магнитная индукция. В результате сила удержания не исчезает полностью (у замков разных производителей она колеблется от 3-4 до 10-15 кг). Чтобы уменьшить до минимума остаточную намагниченность, требуется создать в обмотке замка переменный затухающий ток. Для этой цели в магнитный замок ОЛЕВС встроена неполярная цепочка конденсаторов, которая вместе с обмоткой магнитного замка образует колебательный контур, и при размыкании цепи питания в контуре возникают затухающие колебания.
Влияние зазора на силу удержания
При неправильной установке замка, деформации двери или при плохой работе доводчика между сердечником и якорем может образоваться воздушный зазор. Этот зазор является большим сопротивлением для магнитного поля замка и приводит к значительному снижению силы удержания. Для правильной работы замка необходимо обеспечить соприкосновение рабочих поверхностей сердечника и якоря.
Влияние напряжения питания на силу удержания магнитного замка
Зависимость силы удержания магнитного замка М1-300 от напряжения питания представлена на графике справа. При напряжении менее 10 В начинается резкое падение усилия удержания (желтая область графика). При повышении напряжения выше 12 В наблюдается незначительное увеличение силы удержания, однако при напряжении более 14-15 В выделяемая на обмотке мощность может привести к перегреву обмотки, нарушению изоляции и повреждению магнитного замка (красная область графика).
Поэтому, когда монтируете электромагнитный замок следует внимательно относиться к напряжению питания - после установки следует проверить соответствие напряжения питания диапазону 10-14 В. Если напряжение питания (на выводах ЭМ замка, а не источника питания) менее 10 В, следует проверить соответствие источника питания и сечение питающих проводов. Если напряжение питания превышает 14-15 В, следует принять меры для понижения напряжения - например установить мощный резистор в цепь питания замка.
Для примера рассчитаем балластный резистор для понижения напряжения с 16 до 14 В на ЭМ замке М1-300:
Сопротивление балластного резистора R = U / I = 2 В / 0.33 А = 6.06 Ом,
Мощность, выделяемая на резисторе, составит P = U x I = 2 В x 0.33 А = 0.66 Вт, где
- U - требуемое падение напряжения 2 В,
- I - рабочий ток магнитного замка М1-300 0.33 А.
Из таблицы номиналов подбираем номинал резистора - 6.8 Ом, максимальная рассеиваемая мощность балластного резистора должна быть не менее 1 Вт.
Приблизительно можно считать, что на каждый лишний вольт напряжения (считая от максимальных 14 В) необходим резистор 3.3 Ом 0.5 Вт.