Conceptos básicos sobre electroimanes

by on septiembre 14, 2017 in Blog Potencia

EL ELECTROIMÁN

Definición: Dispositivo electromecánico que transforma la energía eléctrica en movimiento lineal.

A continuación vamos a explicar conceptos básicos relativos a estos equipos:

A) Factor de marcha:  es el parámetro que indica el tiempo máximo de activación de un electroimán. Se mide en tanto por cien (%), en un ciclo de referencia de 2 minutos. Así pues, un factor de marcha del 5% implica un tiempo máximo de activación de 6 segundos en un periodo de 2 minutos; un 25%, un tiempo máximo de 30 segundos en 2 minutos; y un 100% no implica tiempo máximo con alimentación.

Hasta aquí siempre se escogería un FM de 100%. No obstante, la fuerza que es capaz de realizar el electroimán es inversamente proporcional al FM. Por ejemplo, en el modelo 8.25 de Mecalectro, con un FM del 5% tiene una fuerza de 90N y 550W, mientras que el mismo modelo al 100%, tiene 10N y 32W.

Así pues debemos escoger el mínimo FM para asegurar una mayor fuerza con un electroimán menor y más económico. Nunca se debe rebasar el tiempo máximo de activación, ya que implicaría la fundición del hilo del bobinado.

A continuación podemos ver una gráfica para comprender mejor el FM:

fm_grafica

 

B) Carrera nominal:  desplazamiento que es capaz de realizar el electroimán desde el punto de fuerza nominal, hasta que el vástago está totalmente retraído.

Ejecución: Se dispone de tres tipos:

1. Tirante-pulsante: dispone por un lado de un vástago que tira al alimentar el electroimán; y por el otro lado un vástago que empuja al alimentar. Es el tipo genérico. Tiene la ventaja que se puede utilizar el vástago trasero para hacer una detección de posición, regular la carrera, etc.
2. Tirante: es igual que el tirante-pulsante, pero se ha eliminado el vástago trasero pulsante. Tiene la ventaja que reducimos el espacio donde ha de ir situado el electroimán.
3. Pulsante: similar al anterior, pero solo disponemos del vástago pulsante. Es el caso menos común.

C) Curva de fuerza: los parámetros fundamentales relativos a la fuerza del electroimán son la fuerza inicial y la fuerza de mantenimiento. La fuerza inicial es la fuerza que es capaz de realizar el electroimán en el punto de carrera nominal. La fuerza de mantenimiento es la fuerza que es capaz de hacer cuando el vástago está totalmente retraído, cuando el circuito magnético está totalmente cerrado. Esta fuerza siempre es mayor que la inicial.
Aquí abajo se puede observar una curva típica de un electroimán:

cf_grafica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

También es posible cambiar la forma de la curva de fuerza con respecto al desplazamiento. Por ejemplo, puede haber aplicaciones donde se requiera que la fuerza de mantenimiento sea mayor, o la entrega sea más constante,… Para ello se puede fabricar el electroimán con diferentes formas de núcleo. A continuación tres ejemplos:

nucleos_graficas

D) Alimentación y variaciones: las posibilidades de alimentación de los electroimanes son infinitas, tanto en alterna como en continua, siendo las más comunes 24Vdc y 230Vac.
Un parámetro muy importante es la variación de la tensión de la alimentación. Si se realiza a través de una fuente de alimentación AC-DC no hay problema, ya que ofrece variaciones de tan solo 1 o 2%. En la red eléctrica las variaciones de tensión son mayores.
Hay que tener presente que la variación estándar que soportan los electroimanes es de -10%, +5%. No obstante, se pueden diseñar electroimanes que soporten mayores variaciones si es requerido por la aplicación.

E) Velocidad de movimiento: La velocidad de movimiento es el tiempo que necesita el electroimán para recorrer su carrera nominal. Va de los 20 a los 300 ms.
La velocidad de retorno está condicionada al muelle interno que incorpore el electroimán. En el caso de no incorporarlo, es el sistema exterior el que determina este parámetro.

Esto es todo por el momento.
Muchas gracias por leernos.

Saludos

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