تُستخدم أنظمة الرفع المغناطisية على نطاق واسع للتعامل مع الألواح الفولاذية، والكتل، والـبليت، وغيرها من المواد المغناطيسية الحديدية. التقنيتان الشائعتا الاستخدام هما مغناطيس الرفع الكهرومغناطيسي و مغناطيسات رفع كهرومغناطيسية دائمة.
على الرغم من أن كليهما يستخدم القوة المغناطيسية لرفع الفولاذ، إلا أن مبادئ عملهما، واستهلاكهما للطاقة، وسلوكهما أثناء انقطاع التيار الكهربائي تختلف.
كيف يعمل المغناطيس الكهربائي؟
يولد مغناطيس الرفع الكهرومغناطيسي قوة مغناطيسية من خلال ملف كهربائي. عندما ينساب التيار الكهربائي عبر الملف، يتولد مجال مغناطيسي ويمكن للمغناطيس جذب ورفع المواد الفولاذية.
الحدود الأساسية هي أن القوة المغناطيسية تعتمد على مصدر الطاقة. إذا انقطعت الطاقة، يمكن أن تختفي القوة المغناطيسية. لهذا السبب، تستخدم بعض أنظمة الرفع الكهرومغناطيسي بطاريات أو أنظمة احتياطية أخرى للحماية الطارئة.
المغناطيسات الكهربائية المناسبة لتطبيقات مثل:المواد ذات درجات الحرارة العالية، وخردة الصلب، والمواد ذات الفجوات الهوائية الأكبر.
كيف يعمل المغناطيس الدائم الكهربائي؟
يجمع المغناطيس الكهرودائم بين مواد مغناطيسية دائمة والتحكم الكهربائي.
بدلاً من الاستخدام المستمر للكهرباء للحفاظ على قوة الرفع، تؤدي نبضة كهربائية قصيرة إلى تبديل الدارة المغناطيسية بين حالتي التمغناط وإزالة التمغناط. وبمجرد تغيير الحالة المغناطيسية، يمكن للقوة المغناطيسية الدائمة أن تستمر دون الحاجة إلى طاقة مستمرة.
هذا يعني أن الكهرباء تُستخدم بشكل أساسي للتحويل والتحكم المغناطيسي، بدلاً من توليد قوة الرفع بشكل مستمر.
المغناطيس الكهرومغناطيسي الدائم مقابل المغناطيس الكهربائي
| الميزة | المغناطيس الكهربائي الدائم | المغناطيس الكهربائي |
| ——————– | ————————————————- | ——————————————————- |
| قوة الإمساك | تُوفَّر بشكل أساسي بواسطة المغناطيسات الدائمة | تتولد عن طريق التيار الكهربائي |
| طاقة مستمرة | غير مطلوب | مطلوب أثناء الرفع |
| سلوك انقطاع الطاقة | يمكن أن تظل قوة الإمساك المغناطيسية | ستفقد القوة المغناطيسية |
| استهلاك الطاقة | منخفض نسبياً | مرتفع نسبياً |
تسخين الملف | أقل أثناء التشغيل العادي | يمكن أن يحدث تسخين مستمر للملف
| التطبيقات النموذجية | الألواح الفولاذية، الكتل، العروات، المناولة الآلية | خردة الصلب، المواد ذات درجات الحرارة العالية، الفجوات الهوائية الكبيرة |
الأمان والموثوقية
إحدى الميزات الرئيسية للرفع المغناطيسي الكهرودائمي هي سلوكه أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ونظراً لأن قوة التثبيت يتم توفيرها بواسطة مواد مغناطيسية دائمة، فيمكن أن يظل الحمل مثبتاً مغناطيسياً عند انقطاع طاقة التحكم، اعتماداً على تصميم المعدات ظروف التشغيل.
المراجع JB/T 14897-2024, مما يحدد معامل أمان لا يقل عن 3 مرات لأجهزة الرفع المغناطيسية الدائمة التحكم كهربائياً، ولا يقل عن مرتين لمغناطيسات الرفع الكهربائية.
لا تزال سلامة الرفع الفعلية تعتمد على عوامل مثل مادة الحمولة، وحالة السطح، والفاصل الهوائي، والقدرة المقدرة، والتشغيل الصحيح.
استهلاك الطاقة
يمكن للمغناطيسات الكهrodائمية (أو الدائمة الكهربائية) أن تقلل بشكل كبير من استهلاك الكهرباء لأنها لا تتطلب طاقة مستمرة للحفاظ على قوة الرفع.
في مثال المقارنة الوارد في المادة المصدر، كان استهلاك الكهرباء السنوي المقدر تقريباً:
نظام رفع كهرومغناطيسي ٣٤,٥٦٠ كيلوواط ساعة/سنة
نظام مغناطيسي كهربائي دائم ١,٧٢٨ كيلوواط ساعة/السنة
تستند الأرقام إلى افتراضات تشغيلية محددة في المقارنة ولا ينبغي معاملتها كقيم عالمية. يعتمد استهلاك الطاقة الفعلي على المعدات، ودورة الرفع، وساعات التشغيل، ظروف العمل.
ما هي تكنولوجيا الرفع المغناطيسي التي يجب أن تختارها؟
الالحل الصحيح يعتمد على التطبيق.
يمكن النظر في حل المغناطيس الكهربائي الدائم عندما تكون استهلاك الطاقة المنخفض، وانطلب الطاقة المستمرة المخفض، وخصائص التثبيت عند انقطاع التيار الكهربائي أمراً مهماً.
قد يكون حل المغناطيس الكهربائي أكثر ملاءمة للتطبيقات التي تتضمن الفولاذ عالي درجات الحرارة، أو خردة الفولاذ، أو الفجوات الهوائية الأكبر.
قبل اختيار نظام رفع مغناطيسي، يجب على المستخدمين مراعاة نوع المادة، وزن الحمولة، حالة السطح، الفجوة الهوائية، درجات الحرارة، تردد الرفع، ومعامل الأمان المطلوب.
خاتمة
لكل من المغناطيسات الكهربائية والمغناطيسات الدائمة الكهربائية تطبيقاتها الخاصة في مناولة المواد الصناعية. والفرق الرئيسي هو كيفية توليدها للقوة المغناطيسية والحفاظ عليها.
توفر تقنية الرفع المغناطيسي الكهرو-دائم بديلاً للمغناطيسات الكهربائية التقليدية، وذلك في التطبيقات التي تكون فيها كفاءة الطاقة وتقليل الاعتماد على الطاقة المستمرة أمراً مهمين.
يتطلب اختيار الرفع المغناطيسي المناسب مطابقة التكنولوجيا مع المواد الفعلية ظروف العمل.
