전자기 클러치
Electromagnetic clutch | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다."– · ·· 학자 · (2021년 6월 (이 |
전자기 클러치는 전기적으로 작동하지만 토크를 기계적으로 전달한다.이것이 그들이 전기 기계식 클러치라고 일컬어졌던 이유다.수년 동안 전자파 대 전자 기계로 알려졌으며, 전자파 작동 방식 대 물리적 작동 방식을 더 많이 언급하였다.60여 년 전부터 클러치가 대중화되기 시작한 이래 다양한 어플리케이션과 클러치 디자인이 크게 증가했지만, 기본 작동 방식은 오늘날과 똑같다.
싱글 페이스 클러치는 전체 전자파 클러치 판매의 약 90%를 차지한다.
전자파 클러치는 체결을 제어하기 위해 기계적 링크가 필요하지 않아 빠르고 부드러운 작동을 제공하기 때문에 원격 작동에 가장 적합하다.그러나 클러치가 맞물릴 때 전자기 작동기에서 활성화 에너지가 열로 소멸하기 때문에 과열될 위험이 있다.따라서 클러치의 최대 작동 온도는 전자석의 절연 온도 정격에 의해 제한된다.이것은 주요한 한계다.또 다른 단점은 더 높은 초기 비용이다.
마찰 플레이트 클러치
마찰 플레이트 클러치는 단일 플레이트 마찰 표면을 사용하여 클러치의 입력 및 출력 멤버를 결합한다.
작동 방식
약혼
클러치가 작동되면 전류가 전자석을 통해 흐르며 자기장이 생성된다.클러치의 로터 부분이 자화되며 전기자를 끌어당기는 자기 루프를 설정한다.전기자를 로터에 대고 당기고 접촉 시 마찰력이 발생한다.비교적 짧은 시간 내에 로터의 속도와 일치하도록 부하가 가속되어 클러치의 전기자와 출력 허브가 결합된다.대부분의 경우 로터는 항상 입력과 함께 끊임없이 회전한다.
해제
클러치에서 전류가 제거되면 전기자가 샤프트와 함께 자유롭게 회전할 수 있다.대부분의 설계에서 스프링은 전력이 방출될 때 전기자를 로터 표면에서 멀리 떨어뜨려 작은 공극을 생성한다.
사이클링
사이클링은 전자석을 통해 전류를 차단함으로써 달성된다.미끄러짐은 일반적으로 가속 중에만 발생한다.클러치가 완전히 체결되면 클러치의 크기가 적당하다고 가정할 때 상대적인 슬립이 없으므로 토크 전달이 100% 효율적이다.
적용들
기계
이러한 유형의 클러치는 일부 잔디깎이, 복사기, 컨베이어 구동 등에 사용된다.그 밖의 응용 분야로는 포장 기계, 인쇄 기계, 식품 가공 기계, 공장 자동화 등이 있다.
차량
전자파 클러치를 자동차에 사용할 경우 기어 레버 내부에 클러치 해제 스위치가 있을 수 있다.운전자가 기어 레버를 잡고 기어를 변경해 스위치를 작동시켜 전자석으로 가는 전류를 차단하고 클러치를 해제한다.이 메커니즘을 사용하면 클러치 페달을 밟을 필요가 없다.또는 레버 근처의 손의 존재를 감지하고 전류를 차단하는 터치 센서 또는 근접 센서로 스위치를 교체할 수 있다.이러한 유형의 클러치를 자동차에 사용할 경우의 이점은 클러치를 작동시키기 위해 복잡한 링크가 필요하지 않으며, 운전자가 클러치를 작동하기 위해 상당히 감소된 힘을 가해야 한다는 것이다.반자동 변속기의 일종이다.
전자기 클러치는 AWD 시스템에서도 자주 발견되며, 개별 휠이나 차축에 전달되는 힘의 양을 변화시키는 데 사용된다.
전부는 아니지만 대부분 전자파 클러치를 사용해 자동차 에어컨 시스템을 켜고 끈다.컴프레서를 작동하려면 클러치가 작동하십시오.이는 에어 컨디셔닝 컴프레서의 샤프트 끝을 벨트를 통해 엔진 크랭크축에 의해 구동되는 풀리에 연결한다.
전자파 클러치는 예를 들어 Hohenzollern 기관차 공사에 의해 디젤 기관차에 사용되어 왔다.
기타 유형의 전자기 클러치
다중 디스크 클러치
소개 – 비교적 작은 공간에서 매우 높은 토크를 제공하기 위해 다중 디스크 클러치를 사용한다.이 클러치는 건조 또는 습식(오일 욕조)으로 사용할 수 있다.오일 욕조에서 클러치를 구동하면 열 분산 능력도 크게 증가하여 다중 속도 기어 박스와 공작기계 적용에 이상적으로 적합하게 된다.
작동 방식 – 다중 디스크 클러치가 전기 작동을 통해 작동하지만 토크를 기계적으로 전달클러치 코일을 통해 전류가 인가되면 코일은 전자석이 되어 플럭스의 자기선을 생성한다.이러한 플럭스 라인은 장과 로터 사이의 작은 공극을 통해 전달된다.클러치의 로터 부분이 자화되며 자기 루프를 설정하여 전기자와 마찰 디스크를 모두 끌어당긴다.전기자의 매력은 마찰 디스크를 압축(스퀴즈)하여 내부 드라이버에서 아웃 디스크로 토크를 전달한다.출력 디스크는 구동 컵을 통해 기어, 커플링 또는 풀리에 연결된다.입력 RPM과 출력 RPM이 일치할 때까지 클러치가 미끄러진다.이러한 현상은 일반적으로 비교적 빠르게 발생한다(0.2 - 2초).
클러치에서 전류가 제거되면 전기자가 샤프트와 함께 자유롭게 회전할 수 있다.스프링은 마찰 디스크를 서로 멀리 잡아주므로 클러치가 맞물리지 않을 때는 접촉이 없어 최소한의 드래그(drag)를 생성한다.
전자기니 클러치
소개 – 모든 전자파 클러치 중에서 톱니 클러치가 가장 작은 전체 크기로 최대의 토크를 제공한다.토크가 미끄러지지 않고 전달되기 때문에 클러치는 다단 인쇄 압력과 같이 타이밍이 중요한 다단 기계에 이상적이다.때때로 정확한 타이밍을 유지해야 하기 때문에 치아 클러치는 단일 위치 옵션으로 만들어질 수 있으며, 이는 치아 클러치가 특정 도표에서만 체결된다는 것을 의미한다.건조 또는 습식(오일 욕조) 용도에 사용할 수 있으므로 기어 박스형 드라이브에 매우 적합하다.
이 장치는 고속 애플리케이션 또는 50rpm 이상의 결합 속도를 가진 애플리케이션에서 사용해서는 안 된다. 그렇지 않으면 클러치를 결합하려고 할 때 클러치 톱니가 손상될 수 있다.
작동 방식 – 전자파 톱니 클러치는 전기 작동을 통해 작동하지만 기계적으로 토크를 전달한다.클러치 코일을 통해 전류가 흐를 때 코일은 전자석이 되어 플럭스의 자기선을 생성한다.그런 다음 이 플럭스는 장과 로터 사이의 작은 틈새를 통해 전달된다.클러치의 로터 부분이 자화되며 자기 루프를 설정하여 전기자 톱니를 로터 톱니로 끌어당긴다.대부분의 경우 로터는 입력(운전자)과 일관되게 회전한다.클러치 전기자와 로터가 결합되는 즉시 로크업은 100%이다.
클러치 필드에서 전류가 제거되면 전기자가 샤프트와 함께 자유롭게 회전할 수 있다.스프링은 전원이 해제될 때 전기자를 로터 표면에서 멀리 떨어뜨려 작은 공극을 만들고 입력에서 출력까지 완전히 분리한다.
전자기입자 클러치
소개 – 자기 입자 클러치는 작동 토크의 범위가 넓기 때문에 다른 전자 기계식 클러치로부터 설계가 독특하다.표준형 싱글 페이스 클러치처럼 전압에 대한 토크는 거의 선형이다.그러나 자분 클러치 토크는 매우 정확하게 제어할 수 있다.따라서 이러한 장치는 와이어 권선, 호일, 필름 및 테이프 장력 제어와 같은 장력 제어 애플리케이션에 이상적으로 적합하다.응답 속도가 빠르기 때문에 카드 판독기, 분류기, 라벨링 장비 등 고주기의 응용 프로그램에도 사용할 수 있다.
작동 방식 – 분말 공동에는 자기 입자(철필과 매우 유사함)가 위치한다.전류가 코일을 통해 흐를 때 생성되는 자속은 입자들을 거의 자분 슬러쉬처럼 결합시키려 한다.전류가 증가함에 따라 자기장이 형성되어 입자의 결합이 강화된다.클러치 로터는 바운드된 입자를 통과하여 회전하는 동안 입력과 출력 사이에서 드래그를 발생시킨다.출력 토크 요건에 따라 출력 및 입력이 100% 전달 시 잠길 수 있다.
클러치에서 전류가 제거되면 입력은 샤프트와 함께 거의 자유롭게 회전할 수 있다.자기 입자가 캐비티 안에 남아있기 때문에, 모든 자기 입자 클러치는 약간의 최소 끌림을 가진다.
히스테레시스 동력 클러치
전기 이력 장치는 토크 범위가 매우 높다.이러한 장치는 원격으로 제어될 수 있기 때문에 다양한 토크가 요구되는 시험 용도에 이상적이다.드래그 토크는 최소 수준이기 때문에 이 장치는 전자기기 제품 중에서 가장 넓은 사용 가능한 토크 범위를 제공한다.동력식 이력장치를 포함하는 대부분의 용도는 시험 스탠드 요건에 있다.모든 토크는 자력으로 전달되기 때문에 접촉이 없으므로 극히 긴 수명을 제공하는 토크 전달 구성 요소에 마모가 발생하지 않는다.
전류가 가해지면 자속이 생긴다.이것은 필드의 로터 부분에 전달된다.이력(hysteresis) 디스크는 로터를 건드리지 않고 물리적으로 통과한다.이 원반은 플럭스의 강도에 따라 자화되는 능력이 있다(플럭스가 제거되면서 소멸된다).즉, 로터가 회전할 때 로터와 이력 디스크 사이의 자기력 드래그가 일어나 회전을 일으킨다.어떤 의미에서는 로터 다음에 이력 디스크가 당겨진다.필요한 출력 토오크에 따라, 이 당김은 결국 입력 속도와 일치하여 100% 로크업을 할 수 있다.
클러치에서 전류를 제거하면 전기자가 자유롭게 회전할 수 있으며, 두 멤버 간에 상대적인 힘이 전달되지 않는다.따라서 입력과 출력 사이에 표시되는 유일한 토크는 베어링 드래그뿐이다.
참고 항목
참조
W. Pelczewski: SPRZEGLA ELEKTROMTANCZNE(폴란드 원판);독일어 버전:Elektromagnetische Kupplung, Kapitel:Elektromagnetische Inducktionskuppling; Vieweg 1971, ISBN3 528 04906 5
외부 링크
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