Magnetische vergrendelmechanismen uitgelegd - deel 1

Magnetische vergrendelmechanismen zijn onder te verdelen in drie categorieën. Deze onderscheiden zich door de manier waarop de mechanismen worden bediend, de hoeveelheid energie die hiervoor nodig is en de ontgrendelkracht die door het veermechanisme kan worden gegenereerd. In de komende weken zullen de drie categorieën worden besproken. Deze week de eerste categorie:

Permanentmagneet/ elektromagnetische lineaire actuator 

De permanentmagneet of elektromagnetische lineaire actuator is ook wel bekend als magnetische vergrendel solenoïde of MLS (magnetic latching solenoid). Het ontwerp van een MLS is zodanig dat de spoel van de solenoïde slechts een korte stroompuls nodig heeft om de kracht van het terugveersysteem (in figuur 1 is dit een veer) kan overwinnen. Deze energiepuls beweegt de solenoïde behuizing van de ‘niet-ingeschakelde’ naar de ‘ingeschakelde’ positie (in figuur 1 is de solenoïde ingeschakeld).
 

Figuur 1: Magnetische vergrendel solenoïde afgebeeld in ‘ingeschakelde’ toestand.

 
Eenmaal aangekomen in de ingeschakelde positie, zal de permanent magneet in de MLS de armatuur vasthouden waarmee hij voorkomt dat hij terugveert naar de niet-ingeschakelde positie. 

Wanneer dit nodig of gewenst is, kan de armatuur worden ontgrendeld naar de ‘niet-ingeschakelde’ positie door eveneens een kleine puls elektrische energie door de spoel van de solenoïde te sturen met een tegenstelde polariteit ten opzichte van de permanent magneet. De puls van deze omgekeerde magnetische energie is voldoende om de houdkracht van de permanent magneet op de armatuur grotendeels op te heffen, zodat het terugkeer mechanisme (de veer) in staat is om de armatuur eenvoudig in zijn originele stand te brengen.

De fysieke afmetingen (de afmetingen van de spoel, de permanent magneet en de solenoïde behuizing) van een MLS zijn volledig afhankelijk van de gewenste ontgrendelkracht. Hoe groter deze kracht, hoe groter alle andere componenten moeten zijn om dit te realiseren. Dit geldt ook voor de hoeveelheid elektrische energie die aan de spoel moet worden toegevoerd om hem in en uit te schakelen. 

Typische MLS toepassingen

• medische kasten, kastvergrendeling
• elektrische stroomonderbrekers
• vergrendelmechanismes voor zonnecentrales
• vergrendeling van opladers voor elektrische voertuigen
• deursloten

Voordelen van MLS technologie

Eén van de belangrijkste voordelen van de MLS technologie is energiebesparing. Een MLS kan immers continu in de ‘niet-ingeschakelde’ of juist ‘geschakelde’ positie staan zonder dat hiervoor energie nodig is. Er is uitsluitend energie nodig voor het daadwerkelijk schakelen. Dit type energiebesparing is vooral van waarde in applicaties op batterijen of andere situaties waar een minimaal energieverbruik van belang is. 

Auteur: David Stockwell van Magnet Schultz

Volgende week: Deel 2 - Magnetisch vergrendelmechanisme