09
فوریه

معرفی بوبین، انواع و عملکرد

بوبین یا سلونوئید (Solenoid) یک آهنربای الکترومغناطیسی میباشد که متشکل از یک هستۀ مرکزی و سیم پیچ است. بوبین ها اجزای ساده ای هستند که می توانند برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرند. نام سلونوئید از کلمه یونانی “Solen” گرفته شده است که به معنی کانال یا لوله است.
از بوبین ها هم در تجهیزات خانگی و هم در تجهیزات صنعتی استفاده می شود، این ابزارها در طرح های مختلفی موجود هستند که هر کدام کاربردهای خاص خود را دارند. اگرچه مورد کاربری آنها متغیر است اما اصل کار آنها همیشه ثابت میباشد.

بوبین

بوبین چیست؟

در تعریفی دقیق تر نسبت به آنچه که ذکر شد بوبین، قطعه ای سیم طویل است که به شکل سیم پیچ درآمده و هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور می کند، یک میدان مغناطیسی نسبتاً یکنواخت در داخل آن ایجاد می کند. بوبین می تواند از طریق جریان الکتریکی یک میدان مغناطیسی ایجاد کند و از این میدان مغناطیسی و با کمک یک هسته فلزی نیروی محرکه خطی بوجود آورد.
از این دستگاه ساده می توان به عنوان آهنربای الکتریکی، به عنوان سلف یا آنتن گیرنده بی سیم مینیاتوری در مدار استفاده کرد.

بوبین چیست

اصول عملکرد بوبین

این قطعات به سادگی و بر اساس اصل “الکترومغناطیس” کار می کنند. هنگامی که شار جریانی از طریق میدان مغناطیسی سیم پیچ در آن ایجاد می شود، اگر یک هسته فلزی درون سیم پیچ قرار گیرد، خطوط مغناطیسی شار بر روی هسته متمرکز شده که باعث افزایش القای نیروی الکترو مغناطیسی در سیم پیچ میشود. اغلب شار مغناطیسی تولیدی تنها در هسته متمرکز میشود، همچنین مقداری شار در انتهای سیم پیچ و خارج آن نیز ظاهر می شود. قدرت مغناطیسی بوبین ها را می توان با افزایش میزان چرخش یا با افزایش جریان در سیم پیچ افزایش داد. مانند سایر آهن ربا، بوبین ها نیز دارای دو قطب مثبت و منفی هستند که از طریق آن می توان جسمی را جذب یا دفع کند.

معرفی انواع سلونوئید

طبقه بندی انواع مختلف بوبین براساس مواد، طراحی و عملکرد آنها انجام میگردد که عبارت اند از:

  • AC لمینیت
  • DC- C Frame
  • DC- D Frame
  • خطی
  • روتاری یا چرخشی

AC لمینیت

بوبین AC لمینیت از یک هسته فلزی و یک سیم پیچ تشکیل شده است. هسته با یک فلز چند لایه ساخته شده تا جریان سرگردان ورودی به مدار را کاهش دهد، این موضوع به بهینه سازی این ابزار کمک شایانی میکند. انواع AC لمینیت ها از مزیت خاصی برخوردار هستند به طوری که توانایی ایجاد جریان هجومی بالا به هنگام اتصال ماشین آلات به منبع تغذیه را دارند.
بوبین AC لمینیت در تجهیزات مختلفی که نیاز به راه اندازی دارند مانند تجهیزات پزشکی، قفل، وسایل نقلیه، تجهیزات صنعتی، چاپگرها و برخی از لوازم خانگی مورد استفاده قرار گیرد.

DC C-Frame

حرف C به طراحی قاب در این ابزار اشاره دارد. بوبین DC C-Frame فقط یک قاب به شکل حرف C دارد که در اطراف سیم پیچ پوشانده شده است. DC C-Frame ها اگرچه به طراحی و پیکربندی برای کار با جریان DC شهره اند اما می توان از آنها در تجهیزاتی که برای برق متناوب طراحی شده اند نیز بهره برد.
از این نوع بیشتر در ماشین های بازی، شاتر عکاسی، اسکنرها، قطع کننده های مدار (CBs)، دستگاه های شمارنده های اسکناس و … استفاده می شود.

DC D-Frame

بوبین DC D-Frame دارای یک قاب دو قطعه ای است که به عنوان کاوری برای سیم پیچ ها در نظر گرفته شده است. این نوع عملکردی مشابه انواع C-frame دارند از این رو D-frame نیز می تواند با برق متناوب مورد استفاده قرار گیرد و دارای عملکردی کنترلی میباشند.
DC D-frame نیز به مثابه مدل قبل در کاربرد هایی مانند دستگاه های بازی، دستگاه های خودپرداز و همچنین مصارف پزشکی مانند آنالیز کننده خون و گاز استفاده می شود.

بوبین خطی

حال به معرفی دسته ای میپردازیم که بیشتر در بین مصرف کنندگان شهره است. بوبین های خطی شامل یک سیم پیچ سیم است که به دور یک هسته فلزی متحرک پیچیده شده و به ما کمک می کند تا نیروی کشش یا فشار را به یک وسیله مکانیکی اعمال کنیم.
این نوع بوبین ها بیشتر در دستگاههای راه اندازی به کار برده میشوند. مکانیسم سوئیچینگ به تکمیل مدار کمک کرده و به جریان اجازه می دهد تا یک مکانیزم، کاملاً جریان یابد. این ابزارها به ویژه در اتوماسیون، مکانیزم درب ایمن، موتورهای استارتر اتومبیل و دوچرخه استفاده می شوند.

بوبین روتاری

بوبین دوار یا چرخشی نوع منحصر به فردی از این ابزار هاست که برای کاربردهای مختلف در مواردی که نیاز به فرآیند کنترل اتوماتیک میباشد مورد استفاده قرار می گیرد. این مدل نیز با همان اصل بوبین های دیگر کار می کند و دارای همان عناصر، سیم پیچ و هسته است، اما عملکرد آنها متفاوت دارد.
هسته فلزی بر روی یک دیسک نصب شده و دارای شیارهای کوچکی در زیر آن است، اندازه شیارها دقیقاً با شکاف های بدنه شیر برقی مطابقت دارد. همچنین دارای بلبرینگ های ساچمه ای برای حرکت آسان است.
هنگامی که شروع به کار اتفاق می افتد، هسته به سمت بوبین کشیده می شود و هسته دیسک شروع به چرخش می کند. این تنظیم در بین هسته و بدنه جایگاهی فنری خواهد داشت. هنگامی که منبع تغذیه جدا شد فنر هسته دیسک را دوباره به موقعیت اولیه خود برمیگرداند.
مدل روتاری در مقایسه با دیگر سلونوئیدها از مقاومت بیشتری برخوردار است. آنها در اصل فقط برای سازوکارهای دفاعی طراحی شده اند، اما امروزه می توان آنها را در بسیاری از مکانیسم های صنعتی خودکار مانند لیزر و شاتر یافت.

انواع بوبین

 

جمع بندی

اکنون ما به خوبی در مورد بوبین ها، اصل کار و انواع مختلف موجود در بازار مطلع ایم. بوبین ها یک راه حل ساده و موثر برای کنترل سوپاپ ها و سوئیچ های الکترومغناطیسی یا مسدودگرهای مکانیکی هستند. اصل عملکرد این ابزارها یعنی “پاسخ فوری” آنها را به یک راه حل بهتر برای کاربردهایی که نیاز به مقدار زیادی نیرو در فضای کم و در صورت نیاز به عملکرد سریع، سازگار و قوی دارند، تبدیل کرده است.