Elektromágneses zár - Electromagnetic lock

Az elektromágneses zár , a mágneses zár vagy a varázslat olyan záróeszköz , amely elektromágnesből és armatúra lemezből áll. Az elektromos zárószerkezeteknek két fő típusa létezik. A záróeszközök lehetnek "hibamentesek" vagy "nem biztonságosak". A hibamentes záróeszköz zárolva marad áramkimaradás esetén. A hibamentes záróeszközök feszültségmentes állapotban feloldódnak. A közvetlen húzású elektromágneses zárak eleve hibamentesek. Jellemzően a zár elektromágneses része az ajtókerethez van rögzítve, és az ajtóhoz illeszkedő armatúralemez. A két alkatrész érintkezik, amikor az ajtó zárva van. Amikor az elektromágnes feszültség alatt van, az elektromágnesen áthaladó áram mágneses fluxust hoz létre, amely az armatúra lemezt vonzza az elektromágneshez, és reteszelést hoz létre. Mivel az elektromágnes és az armatúra párosítási területe viszonylag nagy, a mágneses fluxus által létrehozott erő elég erős ahhoz, hogy az ajtót feszültség alatt is zárva tartsa.

A tipikus egyajtós elektromágneses zárak mindkét 600 kg -os változatban kaphatók. (2669  N ) és 1200 font. (5338  N ) dinamikus tartóerő. A "hibamentes" mágneses zárhoz áramellátásra van szükség, és zárva kell maradni, és általában nem alkalmas nagy biztonságú alkalmazásokhoz, mivel a zár kikapcsolható az áramellátás megszakításával. Ennek ellenére, ha mágneses kötésérzékelőt adnak a zárhoz, és olyan tápegységet használnak, amely akkumulátor -tartalék képességet is tartalmaz, néhány speciális, nagyobb biztonságú alkalmazás megvalósítható. Az elektromágneses zárak jól alkalmazhatók tűzvédelmi alkalmazásokkal rendelkező vészkijárati ajtókhoz, mivel nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, és ezért kevésbé valószínű, hogy meghibásodnak, mint más típusú elektromos zárak, például az elektromos ütések .

A mai mágneszárak erőssége jól összehasonlítható a hagyományos ajtózárakkal, és működésük kevesebb, mint a hagyományos izzóké . A tipikus elektromágneses reteszelő rendszerben további kioldó hardver is található. Mivel az elektromágneses zárak nem lépnek kölcsönhatásba az ajtón található karokkal vagy ajtógombokkal, az ajtó közelében általában egy külön kioldógomb található, amely megszakítja a zár tápegységét. Ennek a gombnak általában van egy időzítője, amely a gomb megnyomása után 15 vagy 30 másodpercig nyitva tartja a zárat az NFPA tűzkódoknak megfelelően . Ezenkívül a tűzkód megköveteli a második kiadást. Vagy egy mozgásérzékelő vagy lökhárítót belső kapcsolót használunk, hogy feltárja az ajtót a kilépési oldalán az ajtó automatikusan.

Történelem

Az első modern, közvetlen húzású elektromágneses zárat Sumner "Irving" Saphirstein tervezte 1969-ben, a montreali fórumon , ajtókra történő első felszereléshez . A helyi hatóságok által a fórumon az ajtók bezárásával kapcsolatos aggodalmak arra késztették a vezetőséget, hogy találjanak olyan zárszerkezetet, amely biztonságos lenne a tűzbaleset során. Saphirstein kezdetben azt javasolta, hogy az ajtótartók lineáris kötegét használják elektromágneses zárként. Ezeket az ajtótartókat hagyományosan az ajtók nyitva tartására használták, de ebben az alkalmazásban a Saphirstein úgy vélte, hogy csomagolhatók és adaptálhatók, hogy hibamentes zárként működjenek. A fórumon sikeres prototípus és telepítés után a Saphirstein tovább fejlesztette és javította a tervezést, és megalapította a Locknetics vállalatot, amely kiegészítőket és vezérlőáramköröket fejlesztett ki az elektromágneses zárakhoz.

Nehéz üzleti körülmények között a Locknetics -et később eladták az Ives Door Hardware cégnek, majd később eladták a Harrow cégnek. Sokkal később ezt a divíziót 1999 -ben ismét eladták az Ingersoll Rand Security Technologies -nek. A divíziót nemrégiben zárták be 2007 -ben, és áthelyezték az Ingersoll Rand Security más részlegeibe. A Locknetics tevékenységeihez kapcsolódó alkalmazottak más elektromágneses záró cégeket hoztak létre, beleértve a Dynalock Corporation -t.

A Saphirstein folytatta az elektromágneses reteszelő technológiák fejlesztését más általa kezdeményezett vállalatoknál, beleértve a Dortronics-ot (később a Sag Harbor Industries vásárolta meg), a Delta Controls-t (először a Lori Lock Company vásárolta meg, majd később a Hanchett Entry Systems) és a Delt-Rex Door Controls-t. amelyek Connecticutban találhatók. Más mérnökök is elhagyták ezeket a vállalatokat, hogy saját gyártó cégeket alakítsanak ki elektronikus zárolásban, beleértve a Highpower Security Products LLC -t Meridenben, Connecticutban. Később számos más céget hoztak létre az Egyesült Államokban, Kanadában és Ázsiában, hogy további termékkínálatot hozzanak létre a közvetlen húzású elektromágneses zárhoz.

Elv

Az elektromágneses zár mögött meghúzódó elv az elektromágnesesség alkalmazása az ajtó zárásához, amikor feszültség alatt van. A tartóerőnek a terheléssel egy vonalban kell lennie , a zárnak és az armatúra lemeznek pedig szembe kell néznie az optimális működés érdekében.

Művelet

A mágneses zár az elektromágnesesség néhány alapfogalmára támaszkodik . Lényegében egy elektromágnesből áll, amely elég nagy erővel vonzza a vezetőt, hogy megakadályozza az ajtó kinyitását. Egy részletesebb vizsgálat során a készülék kihasználja azt a tényt, hogy egy vagy több huzalhurkon ( mágnesszelepként ) folyó áram mágneses teret hoz létre. Ez szabad térben működik , de ha a mágnesszelepet egy ferromágneses mag, például lágyvas köré tekerjük , akkor a mező hatása nagymértékben felerősödik. Ennek oka az, hogy az anyag belső mágneses doménjei egymáshoz igazodva nagymértékben növelik a mágneses fluxus sűrűségét.

Egyenletek

Használata Ampère-törvény , ki lehet mutatni, hogy a mágneses fluxussűrűség által indukált egy szolenoid a tényleges hossza , ahol az áram keresztül hurkok az alábbi egyenlet adja: ${\ displaystyle B}$${\ displaystyle l}$${\ displaystyle I}$${\ displaystyle N}$

${\ displaystyle B = {\ frac {\ mu _ {0} \ mu _ {r} IN} {l}}}$

Az elektromágnes és az elektromágnesnek kitett felületű armatúralemez közötti erőt az egyenlet adja meg: ${\ displaystyle F}$${\ displaystyle S}$

${\ displaystyle F = {\ frac {B^{2} S} {2 \ mu _ {0}}}}$

Mindkét egyenletben, képviseli a permeabilitása szabad hely , és a relatív permeabilitás a mag. ${\ displaystyle \ mu _ {0}}$${\ displaystyle \ mu _ {r}}$

Bár a mágneses zár tényleges teljesítménye jelentősen eltérhet a különböző veszteségek miatt (például az áramlás szivárgása az elektromágnes és a vezető között), az egyenletek jó betekintést nyújtanak az erős mágneses zár előállításához. Például a zár ereje arányos a mágneses mag relatív permeabilitásának négyzetével. Tekintettel a relatív permeabilitása egy anyag változhat mintegy 250 kobalt , hogy 5000 körül a lágyvas és 7000 a szilícium - vas , a választás a mágneses mag ezért fontos hatással az erejét egy mágneses zár. Szintén releváns az áram, a hurkok száma és az elektromágnes tényleges hossza.

Technikai összehasonlítás

A mágneses zárak számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos zárakkal és elektromos ütésekkel szemben. Például tartósságuk és gyors működésük értékessé teheti őket nagy forgalmú irodai környezetben, ahol elektronikus hitelesítésre van szükség.

Előnyök

• Távoli működés: A mágneszárak távolról be- és kikapcsolhatók az áramforrás beállításával.
• Könnyű telepítés: A mágneszárakat általában könnyebb felszerelni, mint a többi zárakat, mivel nincsenek összekötő alkatrészek.
• Gyorsan kezelhető: A mágneszárak azonnal kinyílnak, amikor áramkimaradás történik, lehetővé téve a gyors kioldást a többi zárhoz képest.
• Stabil: A mágneses zárak kevesebb sérülést is szenvedhetnek több ütéstől, mint a hagyományos zárak. Ha egy mágneszárat feszítővassal kényszerítenek kinyitásra, az gyakran nem vagy egyáltalán nem károsítja az ajtót vagy a zárat. Az elektromágneses zárban nincsenek törő mozgó alkatrészek.

Hátrányok

• A biztonság érdekében állandó áramforrást igényel.
• Áramszünet esetén kikapcsolhatja a feszültséget, letilthatja a biztonságot.
• Drága a mechanikus zárakhoz képest.
• A biztonságos működéshez további hardver szükséges.

Telepítés

A mágneses zár alkalmas lengő- és lengőajtókhoz is. A konzolok (L konzol, LZ konzol, U konzol) az armatúra orientálására szolgálnak mindkét alkalmazáshoz. A töltőlapokat arra is használják, hogy nagy, lapos rögzítési területet biztosítsanak az ajtókereten, amikor az elektromágnes nagyobb, mint a keret geometriája miatt az ajtókereten rendelkezésre álló szerelési hely.

A mágneszárat mindig az ajtó biztonságos oldalára kell felszerelni. A legtöbb telepítés felületre szerelhető. A biztonság érdekében a mágneszárat, a kábeleket és a huzalokat az ajtókereten vagy a süllyesztett szerelésen keresztül kell vezetni drótformázással.

A telepítés egyszerű. A lengő alkalmazásoknál az elektromágnes jellemzően az ajtó nyitó sarkába kerül az ajtófejhez. A lámpák függőlegesen is felszerelhetők az ajtónyílásba, ha teljes hosszúságú házzal vannak felszerelve. Ennél a konfigurációnál az armatúra át van csavarozva az ajtón, és az elektromágnes felületéhez illeszkedik. Az armatúra lemeznek és az elektromágnesnek össze kell érnie a reteszelő tartóerő biztosítása érdekében.

Kanyarodó alkalmazásoknál az elektromágnest általában az ajtófej oldalára kell felszerelni. Ebben a konfigurációban az armatúra egy Z alakú konzolra van felszerelve, amely az armatúrát az elektromágneshez való illeszkedéshez irányítja.

A mágneszárak szinte mindig egy komplett elektronikus biztonsági rendszer részét képezik . Egy ilyen rendszer egyszerűen egy csatolt kulcskártya -olvasóból állhat, vagy összetettebb lehet, és kapcsolódhat egy központi számítógéphez, amely figyeli az épület biztonságát. Bármi legyen is a zárrendszer kiválasztása, a tűzbiztonság fontos szempont.

Az elektromágneses zárak egyéb változatait és fejlesztéseit fejlesztették ki. A legfigyelemreméltóbb a nyírózár, ahol az armatúra nem húzza le közvetlenül az arcot, hanem a terhelés nyírásban van, mint egy mechanikus ütköző. A nyíró mágneses zár lehetővé teszi, hogy az ajtó mindkét irányba lendüljön, szemben az eredeti (és ma már mindenütt jelen lévő) közvetlen húzással, amely rendszerint ingadozó vagy kiforduló konfigurációban működik. Annak érdekében, hogy a nyíró mágneses zárat a megfelelő tartóerővel biztosítsák, két csap rögzítse az armatúrát magára a mágnesre, és győződjön meg arról, hogy a mágnes a helyére rögzül.

1989. május 2 -án szabadalmaztattak egy továbbfejlesztett „nyíró” elektromágneses zárat Arthur, Richard és David Geringer, a Security Door Controls, beléptető hardvergyártó cég. A kialakításukban felvázolt eszköz elvileg megegyezett a modern elektromágnesből és armatúralemezből álló mágneses zárral. A szabadalom nem tett említést az elektromágnes gyártási módszereiről, és számos variációt részletezett a kivitelben, beleértve azt is, amely rugós armatúralemezt használt, hogy közelebb hozza az armatúralemezt az elektromágneshez. A szabadalom 2009. május 2 -án lejárt.

Tartóerő

A mágneses zárnak fémlemeze van, amelyet mágnesezhető huzaltekercs vesz körül. A tekercsek száma határozza meg a zárat jellemző tartóerőt:

• Mikroméret: 275  lbf (1220  N ) tartóerő.
• Mini méret: 650 lbf (2900 N) tartóerő
• Midi méret: 800 lbf (3600 N) tartóerő
• Standard méret: 1200 lbf (5300 N) tartóerő.
• Nyírózár: 2000 lbf (8900 N) tartóerő

A standard méretű elektromágneses zár kapuzárként szolgál.

Elektromos követelmények

Az elektromágneses zár teljesítménye egyenáram (egyenáram), körülbelül 5-6 W. Az áram körülbelül 0,5 A, ha a feszültség 12 V DC, és 0,25 A, ha 24 V DC-t használ (gyártónként változik, és ha egy vagy két tekercs van a háztömb). Javasoljuk továbbá annak ellenőrzését, hogy a mágneses zár az UL jelölést hordozza -e. Általában az elektromágneses zár specifikációja 12/24 VDC kettős feszültség. Ha egyenirányítót használ a váltakozó áram átalakítására, akkor teljes hullámú híd egyenirányítót kell használni.

Alkalmazási módok

Biztonsági okokból az elektromos zárak és elektromos ütések a két üzemmód egyikében működhetnek:

Hibamentes-az emberek védelme érdekében: A zár kiold, ha áramkimaradás történik.
Hibabiztos (más néven nem hibamentes)-a tulajdon védelme érdekében: A zár zárva marad, ha áramkimaradás történik. Az ilyen típusú zárnak hengere van, hasonlóan a hagyományos zárakhoz. A henger lehetővé teszi, hogy a zár biztonságban maradjon, még akkor is, ha az áramellátás megszakad.

Az elektromágneses zárak általában hibamentesek, és meg kell felelniük a vonatkozó tűzvédelmi előírásoknak, hogy vészhelyzetekben biztonságban legyenek.

Hivatkozások