کلاچ های مغناطیسی یا الکترومغناطیسی به صورت الکتریکی کار می کنند اما گشتاور را به صورت مکانیکی منتقل می کنند . به همین دلیل است که در گذشته به آنها کلاچ الکترو مکانیکی گفته می شد. با گذشت سالها این نوع کلاچ به عنوان کلاچ الکترومغناطیسی شناخته شد. بیش از 60 سال که استفاده از کلاچ ها، کاربرد کلاچ ها و انواع مختلف کلاچ به طرز چشمگیری افزایش یافته است.


کلاچ های الکترومغناطیسی برای عملکرد از راه دور مناسب ترین نوع کلاچ هستند زیرا برای کنترل درگیری آنها نیازی به ارتباط مکانیکی نیست، عملکرد سریع و روان را فراهم می کند. با این حال از آنجا که انرژی فعال سازی در هنگام فعال شدن کلاچ، به عنوان گرما در محرک الکترومغناطیسی پخش می شود، خطر گرم شدن بیش از حد این نوع کلاچ وجود دارد. در نتیجه در زمانی که کلاچ به حداکثر سرعت میرسد دمای کلاچ توسط عایق مغناطیسی کلاچ محدود می شود. این یکی از معایب این نوع کلاچ ها میباشد. از دیگر معایب آن میتوان به گران بودن آن اشاره کرد. یک کلاچ صفحه اصطکاکی از یک سطح اصطکاک صفحه ای واحد استفاده می کند تا دنده های ورودی و خروجی کلاچ را درگیر کند.

نحوه کار کردن کلاچ مغناطیسی

هنگامی که کلاچ فعال می شود، جریانی که از طریق آهنربای الکتریکی تولید شده است توسط یک میدان مغناطیسی جریان می یابد. قسمت روتور کلاچ مغناطیسی شده و یک حلقه مغناطیسی ایجاد می کند که آرماتور را به خود جلب می کند. آرماتور به سمت روتور کشیده می شود و در اثر برخورد اصطکاک ایجاد می شود. در مدت زمان نسبتاً کوتاهی ، بار برای مطابقت با سرعت روتور شتاب گرفته و بدین ترتیب آرماتور و توپی خروجی کلاچ درگیر می شود. در بیشتر موارد، روتور دائماً با ورودی در حال چرخش است.
هنگامی که جریان از کلاچ خارج می شود، آرماتور آزاد است تا با شافت بچرخد. در بیشتر طراحی ها، فنرها هنگام آزاد شدن نیرو، آرماتور را از سطح روتور دور می کنند و یک شکاف کوچک هوا ایجاد می کنند.
عملکرد کلاچ با قطع جریان از طریق آهنربای الکتریکی حاصل می شود. لغزش به طور معمول فقط در هنگام شتاب گیری اتفاق می افتد. وقتی کلاچ کاملاً درگیر باشد، هیچ لغزش نسبی وجود ندارد و بنابراین انتقال گشتاور 100٪ کارآمد است.

انواع کلاچ مغناطیسی در ماشین آلات

این نوع کلاچ در برخی از ماشین های چمن زنی، دستگاه های کپی و درایو های نقاله استفاده می شود. سایر کاربردها این نوع کلاچ ها شامل ماشین آلات بسته بندی، ماشین آلات چاپ، ماشین آلات پردازش مواد غذایی و اتوماسیون کارخانه است.
هنگامی که از کلاچ الکترومغناطیسی در اتومبیل استفاده می شود، ممکن است یک کلید رها سازی کلاچ در داخل اهرم دنده وجود داشته باشد. راننده با نگه داشتن اهرم دنده جهت تعویض دنده، سوئیچ دنده را انجام میدهد، در نتیجه جریان برق مغناطیسی را قطع می کند و کلاچ را از سیستم جدا می کند. با استفاده از این مکانیسم نیازی به فشار دادن پدال کلاچ نیست. متناوباً سوئیچ ممکن است توسط یک سنسور لمسی یا سنسور تعویض شود که فشار دست را بر روی اهرم احساس کرده و جریان را قطع می کند. از مزایای استفاده از این نوع کلاچ برای اتومبیل این است که برای تحریک کلاچ نیازی به اتصالات پیچیده نیست و راننده برای کارکرد کلاچ نیاز به کاهش نیروی قابل توجهی دارد. نوعی گیربکس نیمه اتوماتیک است.
کلاچ های الکترومغناطیسی نیز اغلب در سیستم های AWD وجود دارند و برای تغییر مقدار توان ارسال شده به چرخ یا محورهای جداگانه استفاده می شوند. اکثر سیستم های تهویه اتومبیل ها با استفاده از کلاچ الکترومغناطیسی روشن و خاموش می شوند. برای فعال کردن کمپرسور کلاچ فعال می شود. این قسمت انتهای شافت کمپرسور تهویه مطبوع را به قرقره ای که توسط میل لنگ موتور از طریق یک تسمه هدایت می شود متصل می کند .

سایر کاربردهای کلاچ های مغناطیسی

از بین کلیه کلاچهای الکترومغناطیسی، کلاچهای دندانه دار بیشترین مقدار گشتاور را در کوچکترین اندازه کلی ایجاد می کنند. از آنجا که گشتاور بدون هیچ لغزشی منتقل می شود، این نوع کلاچ ها برای ماشین های چند مرحله ای که دارای زمان بندی مشخصی برای کار هستند ایده آل است . کلاچ های مغناطیسی دندانه دار برای کاربردهایی که نیازی به روغنکاری ندارند بسیار مناسب میباشد مثلا این نوع کلاچ ها بنابراین برای درایوهای نوع جعبه دنده بسیار مناسب هستند.
آنها نباید در کارهایی با سرعت بالا یا برنامه هایی که دارای سرعت درگیری بیش از 50 دور در دقیقه هستند استفاده شود در غیر این صورت هنگام تلاش برای درگیر شدن دندانه های کلاچ با یک دیگر به دندان های کلاچ آسیب وارد می شود.

کلاچ مغناطيسی

نحوه عملکرد کلاچ های مغناطیسی دندانه دار

کلاچ های مغناطیسی دندانه دار از طریق محرک الکتریکی عمل می کنند اما گشتاور را به صورت مکانیکی منتقل می کنند. هنگامی که جریان از طریق سیم پیچ کلاچ عبور می کند، سیم پیچ به یک آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و خطوط مغناطیسی شار تولید می کند. این شار سپس از طریق شکاف کوچک بین میدان و روتور منتقل می شود. قسمت روتور کلاچ مغناطیسی شده و یک حلقه مغناطیسی ایجاد می کند، که دندان های آرماتور را به دندان های روتور می کشاند. در بیشتر موارد ، روتور به طور مداوم با ورودی (درایور) می چرخد. به محض اینکه آرماتور کلاچ و روتور درگیر شدند، کلاچ صد در صد قفل میشود.
هنگامی که جریان از میدان کلاچ خارج شود ، آرماتور آزاد است تا با شافت بچرخد. فنرها هنگام آزاد شدن نیرو ، آرماتور را از سطح روتور دور می کنند و یک شکاف کوچک هوا ایجاد می کنند و از ورودی به خروجی کاملاً جدا می شوند.

کلاچ الکترومغناطیسی الکتروموتور

کلاچ الکترو مغناطیسی الکتروموتور وسیله ای است که امکان اتصال و قطع ارتباط بین دو شافت کواکسیال را فراهم می کند. از نظر عملکرد، کلاچ مغناطیسی تقریباً مشابه کلاچ معمولی عمل می کند و هر دو مورد در اکثر ماشین آلات تقریباً عملکرد یکسانی دارند. این نوع کلاچ یک موتور یا یک موتور چرخ دندانه دار را حرکت می دهد. همچنین یک صفحه کلاچ، که از مواد با ضریب اصطکاک بالا ساخته شده است، در بالای کلاچ الکترو مغناطیسی الکتروموتور قرار می گیرد. تفاوت بین کلاچ های مغناطیسی و مدل های استاندارد در نحوه کنترل صفحه فشار با درگیر شدن و جدا شدن صفحه کلاچ با چرخ دنده است. در کلاچ های معمولی، از فنر دیافراگم برای اتصال صفحه کلاچ و چرخ دنده استفاده می شود، در حالی که در کلاچ های مغناطیسی، یک میدان الکترومغناطیسی استفاده می شود.

کاربرد کلاچ الکترو مغناطیسی الکتروموتور

از کلاچ های الکترو مغناطیسی الکتروموتور در دستگاه های کپی استفاده می کنند. این نوع کلاچ دارای چهار جز اصلی هستند:سیم پیچ. یک روتور که مربوط به چرخ دنده در یک کلاچ منظم است ؛ یک آرماتور، که مربوط به صفحه کلاچ است ؛ و یک هاب ، همچنین به عنوان خروجی شناخته می شود. هنگام عبور جریان از سیم پیچ، یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می شود که نیروی آن باید آنقدر قوی باشد که بتواند بر مقاومت فنرهای جدا کننده روتور و آرماتور غلبه کند. این میدان الکترومغناطیسی آرماتور را در تماس با روتور قرار داده و باعث حرکت آرماتور می شود. هاب متصل به آرماتور است که به شافت دوم متصل است.
در کلاچ های معمولی، از فنر دیافراگم برای اتصال صفحه کلاچ و چرخ دنده استفاده می شود. عملکرد کلاچ مغناطیسی به عوامل مختلفی بستگی دارد و برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد سیم پیچ، ولتاژ ثابت ضروری است. اثرات اولیه اصطکاک بین آرماتور و روتور مشکلی است که با سوزاندن صفحه کلاچ برای از بین رفتن سطح آن و صاف کردن آن تا حد ممکن برطرف می شود. برای دستیابی به زمان پاسخ سریعتر، تکنیکی که تحت عنوان تحریک بیش از حد شناخته می شود، اجرا می شود. این جایی است که سیم پیچ به طور خلاصه ولتاژ چندین برابر بیشتر از استاندارد را دریافت می کند. به عنوان مثال، استفاده از ولتاژ اولیه 15 برابر ولتاژ سیم پیچ معمولی، یک زمان پاسخ را به دست می آورد که سه برابر سریعتر از زمان پاسخ استاندارد است.

کاربرد کلاچ الکترو مغناطیسی الکتروموتور

یک اتومبیل معمولی از کلاچهای منظم به منظور تعویض دنده و انتقال گشتاور از موتور به میل لنگ استفاده می کند. با این حال، بیشتر اتومبیل هایی که سیستم تهویه مطبوع دارند، از کلاچ مغناطیسی استفاده می کنند تا کمپرسور هوا بتواند هنگام روشن شدن تهویه هوا از داشبورد، از موتور نیرو بگیرد. از همین نوع فناوری در سیستم های ترمز با کارایی بالا نیز بسیار استفاده می شود. کلاچ های مغناطیسی همچنین در تعداد زیادی ماشین آلات دیگر که به طور روزانه مورد استفاده قرار می گیرند، از دستگاه کپی گرفته تا ماشین چمن زنی استفاده می شود.

کلاچ مغناطيسی

عملکرد کلاچ الکترو مغناطیسی الکتروموتور

کلاچ های الکترومغناطیسی از یک نیروی مغناطیسی برای درگیر شدن و جدا کردن کلاچ در یک وسیله نقلیه یا ماشین استفاده می کنند. هر دو اتومبیل دنده دستی و اتوماتیک با استفاده از کلاچ نیروی ایجاد شده توسط موتور خودرو را به نیرویی تبدیل می کنند که چرخ های خودرو را می چرخاند. الکترومغناطیسی متداول ترین نوع کلاچ در اتومبیل ها است. هم نیروی مغناطیسی و هم اصطکاک در چرخاندن چرخ های خودرو با سرعت مناسب نقش دارند. هر دو سیستم انتقال قدرت اتوماتیک و دستی از کلاچ استفاده می کنند.
موتور ماشین در حین کار دائماً در حال چرخش است، اما چرخ های ماشین چنین نیستند. کلاچ موجود در اتومبیل به گیربکس و موتور اجازه می دهد تا به یکدیگر متصل شده و به یکدیگر بچرخند، سپس در مواقعی که خودرو نیاز به تعویض دنده یا ترمز دارد قطع شود اگر گیربکس به موتور متصل باشد و راننده بخواهد ترمز کند، باعث از بین رفتن موتور یا خاموش شدن آن می شود.
هنگامی که کلاچ درگیر است، یک میدان نیروی مغناطیسی در روتور ایجاد می شود . روتور بخشی از کلاچ متصل به موتور است. با تقویت میدان مغناطیسی، بخشی که به عنوان آرماتور شناخته می شود به سمت روتور کشیده می شود. آرماتور با روتور متصل می شود و با همان سرعت روتور که قبلاً در حال چرخش است شروع به چرخش می کند. پس از ایجاد این اتصال ، حرکت چرخشی شروع به چرخاندن چرخ های ماشین می کند و ماشین به جلو می رود.
در هر زمان یا راننده دیگر باید ماشین را متوقف کند. برای انجام این کار، کلاچ الکترومغناطیسی باید جدا شود تا چرخ ها بتوانند از چرخش جلوگیری کنند در حالی که موتور به چرخش آزادانه ادامه می دهد. برای انجام این کار ، میدان مغناطیسی به آرامی کاهش می یابد تا زمانی که آرماتور از روتر جدا شود و چرخ ها متوقف شوند.
اصطکاک نیز در چرخاندن کلاچ نقش دارد. هنگامی که کلاچ الکترومغناطیسی درگیر شد، اصطکاک بین روتر و آرماتور باعث می شود که آنها با هم قفل شوند و با همان سرعت بچرخند. اصطکاک باعث می شود مواد به مرور زمان فرسوده شوند و مواد به کار رفته در کلاچ الکترومغناطیسی میزان مقاومت آنها در برابر اصطکاک را تعیین می کند.


کلاچ الکترومغناطیسی هم برای ایجاد نیرو کار می کند و هم مانند شکست عمل می کند. در اتومبیل، هنگامی که راننده پدال گاز را فشار می دهد، کلاچ به انتقال قدرت از موتور به لاستیک کمک می کند. سایر ماشین ها ممکن است از کلاچ الکترومغناطیسی به عنوان ترمز استفاده کنند. نیروی مغناطیسی لنت ترمز را به سمت خود می کشد و اصطکاک لنت ترمز باعث کند و متوقف شدن دستگاه می شود.

انواع مختلف کلاچ های الکترومغناطیسی

اصطلاح دستگاه الکترومغناطیسی به هر موردی گفته می شود که یا از میدان های الکترومغناطیسی تغذیه شود، یا با استفاده از میدان های مغناطیسی برق تولید کند یا توسط الکتریسیته مغناطیسی شود. دستگاه هایی که از میدان الکترومغناطیسی تغذیه می شوند، به عنوان موتورهای الکتریکی یا برقی طبقه بندی می شوند. ژنراتورها و دینام های الکتریکی دستگاه های الکترومغناطیسی هستند که با استفاده از میدان های مغناطیسی برق تولید می کنند. آهن ربا و سیم پیچ های الکترومغناطیسی گروه سوم دستگاه های الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند.