Wydajność i niezawodność elektrozaworu, solenoidu lub elektromagnesu w dużej mierze zależą od właściwie zaprojektowanej i wykonanej cewki indukcyjnej. Nawijanie cewek to nasz konik od prawie 30 lat – w tym felietonie dowiesz się jak zrobić to poprawnie!
Cewka elektrozaworu czy solenoidu jest elementem wykonawczym odpowiedzialnym za wytworzenie pola magnetycznego niezbędnego do poruszenia rdzenia lub tłoczka. Choć jej budowa wydaje się prosta, właściwości gotowego zaworu, solenoidu, elektromagnesu lub przekaźnika zależą od wielu parametrów projektowych oraz jakości samego procesu nawijania. W przypadku elektrozaworów, solenoidów, przekaźników czy elektromagnesów nawet niewielkie odchylenia od zadanych parametrów mogą wpłynąć na siłę przyciągania, pobór prądu, temperaturę pracy i trwałość całego urządzenia.
Słowem wyjaśnienia, z reguły gdy mówimy o cewkach przekaźników, elektrozaworów czy elektromagnesów – mamy na myśli nawijanie cewek cienkim drutem (o średnicy często nawet poniżej 0,1mm) i z dużą liczbą zwojów (od setek aż po kilkanaście tysięcy). Aha, i cewki nawijane z reguły na korpusach – jak na zdjęciach poniżej. Czy to są jedyne możliwe konstrukcje? Oczywiście, że nie – każdy projekt jest inny. Możliwe jest zarówno nawijanie cewek samonośnych (w ogóle bez korpusów) czy choćby bezpośrednio na rdzeniach (stalowych, ferrytowych a nawet aluminiowych)!
"Wizja celu" - brzmi podniośle, ale oznacza po prostu Twój projekt.
Projekt elektrozaworów czy elektromagnesów nigdy nie zaczyna się od uzwojenia. Tym, co nazywamy „wizją celu” najczęściej są parametry docelowego zastosowania. Solenoid ma się „wsuwać i wysuwać”, zwykle z określonymi: częstotliwością, siłą i skokiem. Dopiero po zdefiniowaniu podstawowych założeń przechodzimy do szczegółów, które nas dziś interesują: doboru uzwojenia.
Dobór szczegółów uzwojenia ma miejsce rozpoczyna gdy określone mamy już pewne ramy projektowe – określone zastosowanie, napięcie zasilania, rodzaj prądu (AC lub DC), wymagana siły elektromagnesu, czasu załączenia czy dopuszczalnej temperatury i wilgotności środowiska pracy. Twój projekt ma inne wymagania? No pewnie, że tak – każdy projekt jest inny,
Na podstawie danych wejściowych i oczekiwanej charakterystyki działania cewki, dobierane są jej podstawowe parametry:
- Geometria
- Indukcyjność
- Rezystancja uzwojenia
- Maksymalna (ciągła, chwilowa) wartość prądu.
- Średnica drutu nawojowego,
- Liczba zwojów,
- Współczynnik wypełnienia karkasu,
- Klasa izolacji.
Projektant solenoidu musi znaleźć kompromis pomiędzy siłą pola magnetycznego a ilością wydzielanego ciepła. Zastosowanie większej liczby zwojów zwiększa indukcyjność, ale jednocześnie podnosi rezystancję uzwojenia. Z kolei grubszy drut zmniejsza straty mocy, lecz ogranicza liczbę zwojów, które można zmieścić w dostępnej przestrzeni.
Istotną rolę odgrywa również geometria karkasu oraz materiał rdzenia magnetycznego. Parametry te wpływają na sprawność obwodu magnetycznego i końcową charakterystykę pracy całego elektrozaworu.
Nawijanie cewek - Proces decydujący o jakości
Nowoczesna produkcja cewek w NEOTECH opiera się na automatycznych nawijarkach zapewniających pełną kontrolę liczby zwojów, naprężenia drutu oraz równomiernego układania kolejnych warstw uzwojenia – na przykład serii CNW-204, produkcji własnej NEOTECH.
Odpowiednie prowadzenie drutu ma znaczenie nie tylko dla estetyki wykonania, ale przede wszystkim dla powtarzalności parametrów elektrycznych.
Podczas produkcji – procesu nawijania cewek, dzieje się najwięcej. Mówimy, że jest to proces kluczowy dla finalnej jakości produktu. Dlatego kontrolowane są między innymi:
- siła naciągu – naprężenie drutu nawojowego,
- rozłożenie uzwojenia na karkasie (warstwowe, częściowo warstwowe lub chaotyczne)
- liczba zwojów w warstwie oraz całkowita.
Kolejna kontrola musi nastąpić po finalizacji montażu – nie chodzi tutaj już o stan nawoju, ale o zgodność produktu lub półproduktu z założeniami projektu i rysunkiem technicznym:
- jakość wykonania wyprowadzeń (owinięcia, pocynowania, zaciskania itp)
- indukcyjność i rezystancja uzwojenia,
- ciągłość elektryczna.
Czy to koniec procesu? Nie! Nawijanie cewek i wstępne operacje montażowe to dopiero początek góry lodowej jaką jest cały proces produkcji solenoidów, elektrozaworów czy elektromagnesów. W zależności od zastosowania, gotowe cewki mogą być impregnowane lub zalewane żywicami, co zwiększa odporność na wilgoć, drgania oraz wysoką temperaturę. W rozwiązaniach przemysłowych istotne znaczenie ma także dobór odpowiedniej klasy izolacji oraz materiałów odpornych na kontakt z olejami, smarami i innymi agresywnymi mediami.
Własna produkcja to większa kontrola. Dlatego nawijanie cewek opanowaliśmy do perfekcji!
Produkcja cewek wymaga nie tylko odpowiedniego parku maszynowego, ale również doświadczenia w projektowaniu uzwojeń i znajomości zjawisk elektromagnetycznych. Dlatego coraz więcej producentów urządzeń poszukuje partnerów, którzy są w stanie nie tylko wykonać uzwojenie, ale również dobrać jego parametry do konkretnej aplikacji.
W NEOTECH Sp. z o.o. produkujemy cewki elektromagnetyczne we własnym zakładzie produkcyjnym, wykorzystując własne maszyny do nawijania oraz zaplecze technologiczne. Pozwala to kontrolować cały proces – od projektu uzwojenia, poprzez dobór materiałów i wykonanie cewki, aż po końcową kontrolę parametrów elektrycznych.
W naszej siedzibie w Białymstoku produkujemy na zlecenie między innymi cewki do solenoidów, elektrozaworów, elektromagnesów, przekaźników oraz wszystkich innych elementów wykonawczych wykorzystujących zjawiska elektromagnetyzmu. Możliwość realizacji produkcji na miejscu ułatwia wykonywanie zarówno pojedynczych prototypów, jak i serii produkcyjnych, przy zachowaniu wysokiej powtarzalności parametrów i pełnej kontroli jakości.
W przypadku cewek elektromagnetycznych to właśnie precyzja wykonania decyduje o niezawodności gotowego urządzenia. Odpowiednio zaprojektowane uzwojenie, właściwie dobrane materiały oraz stabilny proces produkcyjny przekładają się na długą żywotność komponentu i powtarzalną pracę całego układu.
Interesuje Cię kontraktowe nawijanie cewek? Szukasz podwykonawcy? Porozmawiajmy!
Każda aplikacja, każdy projekt stawia inne wymagania dotyczące parametrów uzwojenia, materiałów oraz technologii wykonania.
W NEOTECH nawijanie cewek opanowaliśmy do perfekcji. Produkujemy cewki na podstawie dokumentacji klienta lub wspólnie opracowujemy rozwiązania dopasowane do konkretnego zastosowania. Jeśli planujesz wdrożenie nowego projektu lub poszukują sprawdzonego producenta cewek elektromagnetycznych, zachęcamy do kontaktu z naszym działem technicznym.