N A NAFSA S A Technische Erläuterung: Stoβende und ziehende Elektromagnete Jedes Produkt, das bei NAFSA hergestellt wird, erfüllt die Anforderungen der europäischen Richtlinie 2006/95/CEE in Bezug auf elektrische Verbraucher und bestimmter Spannungsgrenzen. Die Produkte entsprechen den folgenden Normen: DIN VDE0580, UNE-EN 60204-1, NFC79300 Grundbegriffe Spannung, Strom und Leistung Kraft Nennspannung (Un): Dieses ist die zum Betrieb vorgesehene Betriebsspannung. Eine Spannungstoleranz von +5% und -10% ist zugelassen. Magnetkraft (Fm): Dieses ist die Kraft, die der Magnet entwickelt und die in Hubrichtung gemessen wird. Effektivkraft (Fh): Dieses ist die Magnetkraft (Fm), die man nach dem Addieren oder Subtrahieren des Ankergewichts und der Federkraft erhält. Haltekraft: Dies ist die Kraft, die man am Ende der Hubbewegung, also in der Endlage, erhält. Remanenzkraft: Dieses ist die nach dem Abschalten des Stromes noch wirkende Haltekraft. Rückstellkraft: Die Kraft, die nach dem Ausschalten der Bestromung benötigt wird, den Anker wieder in die Anfangslage zurückzustellen. Hub Hub (s): Der Weg, den der Anker von der Anfangslage zu seiner Endlage zurücklegt. Anfangslage (s1): Die Position, in welcher der Anker seinen Hub beginnt und in welche er wieder nach der Rückwärtsbewegung zurückkehrt. Endlage (s0): Dieses ist die Position, die der Anker am Ende seines Hubes erreicht, also den Hub bei 0 mm. Charakteristische Kraft-Weg-Kennlinie: Diese Kennlinien zeigen den Zusammenhang zwischen der Magnetkraft und dem Ankerweg. Man kann 3 charakteristische Kennlinien in Richtung Endlage (s0) unterscheiden. F S1 Kraft "Fm" 1- Ansteigende Kurve: geeignet um gegen eine Feder zu arbeiten 2- Horizontale Kurve: geeignet um gegen konstante Kräfte zu arbeiten 3- Abfallende Kurve: nur auf Anfrage N A F NS A AF S A Maximale 55ºC. Raum-Arbeitstemperatur: Schutzvorkehrungen: Alle Materialoberflächen sind galvanotechnisch gegen Korrosion entsprechend der UNE-EN 12329 Norm geschützt. Weiterhin sind die Magnete gegen Eindringen von Festkörpern, Staub, zufälliges Berühren und Wasser nach der CEIIEC 60529 Norm (IP Code) geschützt. Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern wie Staub, unbeabsichtigtes Berühren oder Wasser - CEI-IEC 60529 (IP Schutzarten) Normen. Angaben IP Schutzart Bestimmung gemäß EN 60529 Norm. Schutzarten werden durch entsprechende Gehäuse erbracht IP 2 3 Kennbuchstaben (internationale Schutznorm) Erste Ziffer Berührungs-und Fremdkörperschutzgrad (Ziffer 0 bis 6) Hinweis: Je höher die Ziffern sind, desto höher ist der Schutzgrad 2 1 Hub "s" Nennleistung (Pn): Die Nennleistung ist die Leistung, die die Spule bei 20ºC (Spulentemperatur) aufnimmt. Diese wird durch die Multiplikation der Nennspannung (Un) mit dem Nennstrom (In) berechnet. Zweite Ziffer Wasserschutzgrad (Ziffer 0 bis 8) (Ziffer 0 bis 8) 3 S0 Nennstrom (In): Dieses ist der Nennstrom, der durch den Magnet bei einer Temperatur von 20ºC flieβt. Den Strom in Ampere erhält man, indem die Leistung (W), die im Datenblatt angegeben ist, durch die Nennspannung (Un) dividiert. Auf Anfrage: Wir können unsere Produkte auf verschiedene Schutzarten anpassen, wie es im Datenblatt angegeben ist. Revision: 1/2012 Electroimanes de accionamiento NAFSA S.L. -(www.nafsa.es) -Phone: +34 94 453 10 61-Fax: +34 94 625 01 51 -E-mail: [email protected] 1.1 N A NAFSA S A Technische Erläuterung: Stoβ- und Zugmagnete Betriebsarten Zykluszeiten Temperatur (ºC) Leistungsschalter geschlossen Leistungsschalter geöffnet Leistung Dauerbetrieb: Die Einschaltdauer des Magneten ist so lang, dass die Beharrungstemperatur erreicht wird. Für diese Betriebsart müssen Magnete mit einer rel. Einschaltdauer von 100% ED ausgewählt werden. Zeit bestromt unbestromt Zykluszeit Zeit (t) Strom eingeschaltet: Zeitdauer zwischen Ein- und Ausschalten. Aussetzbetrieb: In dieser Betriebsart wechseln die Ein- und Ausschaltzeiten nach einem gleichmäβigen oder unregelmäβigen Muster. Die Auszeit ist so kurz, dass der Magnet nicht auf die Bezugstemperatur abkühlen kann. Strom ausgeschaltet: Zeitdauer zwischen Aus- und Einschalten. Spieldauer: Summe der Zeit, bei der der Strom ein- und ausgeschaltet ist . Temperatur (ºC) Programmzeit: 1 oder mehrere, wiederholende Zyklen. Arbeitszyklus: Die Bewegung, die der Anker von der Anfangslage (S1) zur Endlage (S0) und wieder zurück macht. Zyklenzahl: Anzahl der Arbeitszyklen. Zeit (t) Zyklenfrequenz: Entspricht der Einschaltdauer pro Stunde. Temperatur (ºC) Relative Einschaltdauer (ED%): Das Ergebnis aus Einschaltdauer dividiert durch die Spieldauer x 100. Kurzzeitbetrieb: Die Einschaltdauer ist so kurz, dass der Magnet seine Beharrungstemperatur nicht erreicht. Die Ausschaltzeit ist lang genug, dass der Magnet abkühlen und die Raumtemperatur erreicht. Zeit (t) Wie erhält man die Einschaltdauer (ED%): ED% = Einschaltdauer Einschaltdauer+Ausschaltdauer x100 = Example: Zeit unter Spannung : 1 Sekunden ; ED% = NAFSA Einschaltdauer Spieldauer Zeit ohne Spannung: : 4 Sekunden 1 x 100 = 20% Es wird empfohlen eine höhere Einschaltdauer zu wählen, als die errechnete, 1+4 um Überhitzung zu vermeiden. Abhängig von der benötigten Kraft können verschiedene Einschaltdauern gewählt werden, wie ED% 25%, 40% oder 100%. Revision: 1/2012 Electroimanes de accionamiento NAFSA S.L. -(www.nafsa.es) -Phone: +34 94 453 10 61-Fax: +34 94 625 01 51 -E-mail: [email protected] 1.2 Technische Erläuterung: Stoβ- und Zugmagnete Temperatur und Isolierstoffklasse Isolierstoffklasse: Durch die thermische Beständigkeit der verbauten Elektromagnet-Materialien ist die maximale Betriebstemperatur vorgegeben. Im Allgemeinen wird die Isolierstoffklasse B (130 ºC) verwendet. Eine Abweichung von 5 Kelvin bei der Referenztemperatur ist zugelassen. Auf Anfrage kann auch mit der Isolierstoffklasse F und sogar H gefertigt werden. N A NAFSA S A Heiβpunktdifferenz DV34 (ºC): Unterschied zwischen der mittleren und der höchsten Wicklungstemperatur. Temperaturgrafik: Die Temperaturen sind in ºC und die Temperaturdifferenzen in K=5ºC. Isolierstoffklassen Isolierstoffklasse Y A E B F H C Bezugstemperatur (K) Grenztemperatur bei Raumtemperatur: (Cº) 35 °C 90 105 120 130 155 180 200 50 65 80 90 115 140 >200 Bezugstemperatur V11 (ºC): Dies ist die konstante Magnettemperatur ohne Bestromung. Manchmal kann sie unterschiedlich zu V13 sein. Untere Grenztemperatur V12 (ºC): Die niedrigste zulässige Temperatur für einen richtig funktionierenden Elektromagnet. Umgebungstemperatur V13 (ºC): Durchschnitts-Temperatur der Magnetumgebung. Obere Umgebungstemperatur V14 (ºC): Die obere zugelassene Raumtemperatur für einen richtig funktionierenden Elektromagnet. Raumtemperaturerhöhung DV15 (ºC): Dies ist der Unterschied zwischen oberer Umgebungstemperatur V14 und der unteren Raumtemperatur V15. Anfangstemperatur beim Beginn der Messung V16 (ºC): Raumtemperatur beim Beginn der Bestromung. Obere Grenztemperatur V21 (ºC): Höchste zulässige Temperatur eines Elektromagneten. Grenztemperaturbereich DV22 (ºC): Differenz zwischen V21 und V12. Beharrungstemperatur V23 (ºC): Die Magnettemperatur, die sich bei Gleichheit zwischen zugeführter und abgeführter Wärme einstellt. Obere Grenztemperatur V21 (ºC): Höchste zulässige Temperatur des Magneten. Übertemperatur DV31 (ºC): Unterschied zwischen der Temperatur des Magneten (Spule) und der Umgebungstemperatur V13 (siehe Temperaturerhöhung). Beharrungsübertemperatur DV32 (ºC): Differenz zwischen Beharrungstemperatur V23 und Umgebungstemperatur V13. Grenzübertemperatur ∆V33 (ºC): Zulässiger Höchstwert bei NAFSA Einschaltzeitpunkt Anmerkung: Es muss berücksichtigt werden, dass der Elektromagnet seine Beharrungstemperatur erreicht hat, wenn die Temperatur sich in 60 Minuten nur um 1 K ändert, es sei denn, dass der Kunde etwas anderes fordert. Nennbetriebsbedingungen Raumtemperatur: Die Raumtemperatur muss gleich oder kleiner 40ºC sein und der Mittelwert während 24h darf nicht höher sein als 35ºC. Weiterhin darf die Temperatur nicht unter -5ºC sein. Aufstellhöhe: Die maximale Aufstellhöhe darf nicht höher als 1000 m über N. N. sein. Umgebungsbedingungen: Die Elektromagnete von NAFSA müssen vor Umgebungseinflüβen, die viel Staub, Dreck, korrosive Gase, Dampf, Salznebel, etc...enthalten, geschützt werden. Relative Luftfeuchte: Die relative Luftfeuchte der Umgebung muss unter 50% bei 40ºC liegen. Bei tieferen Temperaturen kann eine höhere Luftfeuchte zugelassen werden, z.B. 90% bei 20ºC. Gelegentliche Kondensation in der Umgebung muss vermieden werden. Oberflächenschutz gegen Korrosion: Die Beschichtungen, die bei NAFSA eingesetzt werden, können zwischen 25 und 400 Stunden in der Salzsprühkammer widerstehen. Verzinkte Magnete (widerstehen bis zu 200 Stunden in der Salzsprühkammer) werden bei den Serien ER, ERC, ECM. ERD, RBS, ECI sowie Haftmagneten eingesetzt. Magnete, die durch Kataphorese oder Geomet beschichtet sind (widerstehen bis zu 400 Stunden in der Salzsprühkammer) werden bei den Serien ECH CU, ECR eingesetzt. Auf Anfrage können wir andere Beschichtungen anbieten, gemäß den Erfordernissen für jede Anwendung. Besondere Arbeitsbedingungen: Falls normale Betriebsbedingungen nicht angenommen werden können, so können spezielle Lösungen wie stärkere Isolation, Spezialanstrich, Spezialschutz, etc. angeboten werden. Die maximal zulässige Temperatur hängt von der Isolierstoffklasse der Spule ab. Revision: 1/2012 Electroimanes de accionamiento NAFSA S.L. -(www.nafsa.es) -Phone: +34 94 453 10 61-Fax: +34 94 625 01 51 -E-mail: [email protected] 1.3 N A NAFSA S A Technische Erläuterung: Haftmagnete Jedes Produkt, das bei NAFSA hergestellt wird, erfüllt die Anforderungen der europäischen Richtlinie 2006/95/CEE in Bezug auf elektrische Verbraucher und bestimmter Spannungsgrenzen. Die Produkte entsprechen den folgenden Normen: DIN VDE 0580, UNE-EN 60204-1 und NFC79300 Haftmagnet Serie Permanent-Elektrohaftmagnete mit eingebautem Permanentmagnet: Das Anziehen und Halten von ferromagnetischen Lasten wird durch Permanentmagnete gemacht, die im Magnet eingebaut sind. Er besitzt keinen Anker und sein magnetischer Kreis ist offen. Getrennt von den Permanentmagneten ist die Spule eingebaut. Wenn diese bestromt wird, neutralisiert sie einen Teil des Magnetfeldes, so dass die Last abgelöst werden kann. Wenn die Bestromung der Spule endet, erhält der Haftmagnet wieder seine volle Anfangskraft. Elektrohaftmagnete: Das Anziehen und Halten von ferromagnetischen Lasten wird durch die Magnetspule, wenn sie eingeschaltet wird, erzeugt. Der Elektrohaftmagnet besitzt keinen Anker und sein magnetischer Kreis ist offen. Wird die Spule abgeschaltet, fällt die Last herunter. Grundbegriffe Ferromagnetismus: Magnetische Eigenschaft des Materials mit einer Permeabilität mit mr>>1. Magnetische Pole: (Nord =N) (Süd =S). Haftflächen: Flächen, an denen die ferromagnetischen Lasten gehalten werden und wo die magnetischen Feldlinien (F) hinein- und hinausgehen. Haftkraft (Fm): Die Kraft senkrecht zur Haftfläche, die benötigt wird, die angezogene Last zu lösen. Sie wird in den Datenblättern angegeben und sie gilt für die gesamte Kontaktfläche. Querkraft (FL): Dies ist die parallele Kraft, die benötigt wird, die Last zu lösen. Diese Kraft hängt von der Oberfläche der angezogenen Last ab. Die Kraft (FL) kann zwischen 20% und 35% der Haftkraft (F m ) betragen. Luftspalt (dL): Dies ist der mittlere Abstand zwischen der Haftfläche des Haftmagneten und der ferromagnetischen Oberfläche der Last. Die Form und die Oberflächenrauheit dieser beiden Oberflächen und dem nicht-magnetischem Material wie die galvanisierte Oberfläche, Staub usw...dazwischen, bestimmen seine Gröβe. Nennspannung (Un): Die Spannung, für die die Haftmagnetspule ausgelegt wurde. Relative Einschaltdauer (ED%): Des Ergebnis aus Einschaltdauer dividiert durch die Spieldauer x 100. Standard-Haftmagnete sind für eine Einschaltdauer von 100% ausgelegt. Remanenz (Br): Dies ist die Kraft, mit der der Elektromagnet ferromagnetische Lasten nach dem Ausschalten des Magnetfeldes noch hält. Sie ist ungefähr 5% von Fm und abhängig von der Last (Gröβe, Oberflächenrauheit, Material, usw...) U m p o l e n d e r Ve r s o r g u n g s s p a n n u n g : Um den remanenten Magnetismus der Haftfläche in einem elektromagnetischen Haftmagnet wegzubekommen, muss nach dem Abschalten der Versorgungsspannung kurzzeitig eine umgekehrte Polarität und in bestimmter Gröβe an die Ve r s o r g u n g s a n s c h l ü s s e g e l e g t w e r d e n . Nennleistungsaufnahme (Pn): Diese benötigt jeder Elektromagnet. Heiβe Oberfläche: Die Temperatur von Haftmagneten steigt über die festgelegte Zimmertemperatur infolge der Leistungsaufnahme hinaus. Falls nichts dazu aufgeführt wurde, beträgt die Bezugstemperatur 35ºC. . Isolierstoffklasse des Materials: Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Spulenisolation und der Wärmebeständigkeit des Spulenkörpers. Normalerweise werden Materialien für die Isolierstoffklasse B (130ºC) verwendet. Maximale Arbeitsraumtemperatur: 55ºC. Oberflächenschutz: Die Produkte haben einen galvanischen Oberflächenschutz gegen Korrosion nach UNE-EN 12329 Norm. Es besteht ein Schutz gegen Eindringen von Staub, Berührschutz und Wasser nach CEI-IEC 60529 (IP Code) Norm. So erhält man die Einschaltdauer (ED%): ED% = Einschaltdauer Einschaltdauer + Ausschaltdauer x100 = Einschaltdauer Spieldauer Revision: 1/2012 Electroimanes de accionamiento NAFSA S.L. -(www.nafsa.es) -Phone: +34 94 453 10 61-Fax: +34 94 625 01 51 -E-mail: [email protected] 1.4 N A NAFSA S A Technische Erläuterung: Haftmagnete. Abbildung 1 Fm Feldlinien Last Haftseite dL FL N S Magnetkreis offen N S N N N - S Magnetpole dL Luftspalt Fm Haftkraft FL Querabzugskraft D Optimale Dicke der Last (des zu haltenden Stücks) F Magnetischer Fluss Magnetkreis durch Last geschlossen Magnetischer Fluss F: Alle Haftmagnete erzeugen auf der Oberfläche, des zu haltenden Stücks ein Magnetfeld zwischen Nordund Südpolen. Befindet sich das zu haltende Stück (Last) in der Nähe so ist der Magnetkreis geschlossen und der magnetische Fluss steigt an. Die Zahl der Feldlinien pro cm2, die die Oberfläche senkrecht schneiden ist die Flussdichte, die man magnetische Induktion B nennt. Eingesetztes Material: Das Material, das in der Elektromagnet-Produktion eingesetzt wird, ist Weicheisen mit hoher magnetischer Permeabilität. Interne Strukturen und Zusammensetzungen variieren, da sie aus verschiedenen Materialien zusammengesetzt sind. Karbon-Verunreinigungen, Chrom, Nickel, Mangan, Molybdän, Kupfer, Blei, usw. reduzieren die magnetische Leitfähigkeit. Je stärker die Härtung, desto schlechter wird die Leitfähigkeit sein. Zu haltendes Stück und Kontaktfläche: Die Kontaktfläche zwischen Elektromagnet und dem zu haltenden Stück ist die Haftfläche. Die Haftkraft auf der Haftfläche ist konstant. Das zu haltende Stück bestimmt die maximale Haftkraft (Fm). Sie ist abhängig von der Gröβe und der Dicke seiner Kontaktfläche. Magnetisierungskennlinien von verschiedenen Materialien. Abbildung 2 Armco Telar 57 (Reinesen) S235JR (unlegierter Baustahl ST37) E335 (warmgewalzter, unlegierter Baustahl St60) Gussstahl schmiedbares Gusseisen Gusseisen MnCr-legierter Einsatzstahl Für eine Feldstärke H, die vom Magnet oder einer Spule bestimmt wird, hängt die Induktion, die erreicht werden kann vom jeweiligen Materialtyp durch die Funktion, B=f(H) ab. siehe Abbildung 2. 2 Magnetfeld und Feldlinienverlauf hängen von der Dicke des zu haltenden Teils ab. B (Tesla) Im selben Elektromagneten können die Haftkräfte durch die magnetischen Materialeigenschaften variieren. Unter anderem bestimmt die Sättigungsinduktion des Materials die maximale Haftkraft. 1 0 0 50 H (A/cm) 100 150 H= Magnetische Feldstärke (A/cm) B= Induktion (Tesla) Teildicke 0,2mm Teildicke 10mm Revision: 1/2012 Electroimanes de accionamiento NAFSA S.L. -(www.nafsa.es) -Phone: +34 94 453 10 61-Fax: +34 94 625 01 51 -E-mail: [email protected] 1.5