Elektromanyetik kilit - Electromagnetic lock

Bir elektromanyetik kilit , manyetik kilit veya MagLock a, kilitleme cihazı , bir oluşmaktadır elektromıknatısın bir tespit levhası. İki ana tip elektrikli kilitleme cihazı vardır. Kilitleme cihazları "fail safe" veya "fail safe" olabilir. Arızaya karşı güvenli bir kilitleme cihazı, güç kesildiğinde kilitli kalır. Arıza emniyetli kilitleme cihazlarının kilidi, enerji kesildiğinde açılır. Doğrudan çekmeli elektromanyetik kilitler, doğası gereği arıza emniyetlidir. Tipik olarak kilidin elektromıknatıs kısmı kapı çerçevesine takılır ve kapıya eşleşen bir armatür plakası takılır. Kapı kapatıldığında iki bileşen temas halindedir. Elektromıknatısa enerji verildiğinde, elektromıknatıstan geçen bir akım , armatür plakasının elektromıknatısa çekilmesine neden olan bir manyetik akı oluşturur ve bir kilitleme eylemi oluşturur. Elektromıknatısın ve armatürün eşleşme alanı nispeten büyük olduğundan, manyetik akı tarafından oluşturulan kuvvet, stres altında bile kapıyı kilitli tutacak kadar güçlüdür.

Tipik tek kapılı elektromanyetik kilitler, her iki 600 lb'de sunulmaktadır. (2669 N ) ve 1200 libre. (5338 N ) dinamik tutma kuvveti kapasiteleri. "Arıza emniyetli" bir manyetik kilit, kilitli kalmak için güç gerektirir ve güç kaynağını keserek kilidi devre dışı bırakmak mümkün olduğundan tipik olarak yüksek güvenlik uygulamaları için uygun değildir. Buna rağmen, kilide bir manyetik bağ sensörü eklenerek ve pil yedekleme özelliğine sahip bir güç kaynağı kullanılarak, bazı özel yüksek güvenlik uygulamaları uygulanabilir. Elektromanyetik kilitler, hareketli parçaları olmadığı için yangın güvenliği uygulamalarına sahip acil çıkış kapılarında kullanım için çok uygundur ve bu nedenle elektrik çarpması gibi diğer elektrikli kilit türlerinden daha az arızalanma olasılığı daha düşüktür .

Günümüzün manyetik kilitlerinin gücü, geleneksel kapı kilitlerininkiyle iyi bir şekilde karşılaştırılır ve geleneksel ampullerden daha ucuza çalışırlar. Tipik bir elektromanyetik kilitleme sisteminde kurulu ek serbest bırakma donanımı parçaları vardır. Elektromanyetik kilitler, bir kapıdaki kollar veya kapı kolları ile etkileşime girmediğinden, tipik olarak, kapının yanına, kilit güç kaynağını kesen ayrı bir serbest bırakma düğmesi monte edilir. Bu düğme genellikle, düğmeye basıldığında kilidin NFPA yangın kodlarına göre 15 veya 30 saniye boyunca açık kalmasını sağlayan bir zamanlayıcıya sahiptir . Ek olarak, yangın kodu tarafından ikinci bir sürüm gereklidir. Kapının çıkış tarafındaki kapının kilidini otomatik olarak açmak için bir hareket sensörü veya dahili anahtarlı çarpma çubuğu kullanılır.

Elektronik kontrollü manyetik kilit tertibatı

Tarih

İlk modern doğrudan çekmeli elektromanyetik kilit, Sumner "Irving" Saphirstein tarafından 1969'da Montreal Forum'daki kapılara ilk kurulum için tasarlandı . Yerel yetkililerin Forum'daki kapıları kilitleme konusundaki yangın endişeleri, yönetimi bir yangın olayı sırasında güvenli olacak bir kilitleme çözümü bulmaya sevk etti. Saphirstein başlangıçta elektromanyetik bir kilit olarak çalışmak için doğrusal bir kapı tutucu yığını kullanmayı önerdi. Bu kapı tutucular geleneksel olarak kapıları açık tutmak için kullanılıyordu, ancak bu uygulamada Saphirstein, paketlenebileceklerine ve arıza emniyetli bir kilit olarak çalışacak şekilde uyarlanabileceklerine inanıyordu. Forumda başarılı bir prototip ve kurulumdan sonra Saphirstein, tasarımı geliştirmeye ve iyileştirmeye devam etti ve elektromanyetik kilitler için aksesuarlar ve kontrol devreleri geliştirmek üzere Locknetics şirketini kurdu.

Zor iş koşulları altında Locknetics daha sonra Ives Door Hardware şirketine satıldı ve daha sonra Harrow şirketine yeniden satıldı. Çok daha sonra bu bölüm 1999'da tekrar Ingersoll Rand Security Technologies'e satıldı. Bölüm yakın zamanda 2007'de kapatıldı ve Ingersoll Rand Security içindeki diğer bölümlere devredildi. Locknetics'teki faaliyetlerle ilişkili çalışanlar, Dynalock Corporation da dahil olmak üzere başka elektromanyetik kilit şirketleri kurmaya devam ettiler.

Saphirstein, Dortronics (daha sonra Sag Harbor Industries tarafından satın alındı), Delta Controls (önce Lori Lock Company tarafından satın alındı ve daha sonra Hanchett Entry Systems tarafından satın alındı) ve Delt-Rex Door Controls gibi başlattığı diğer şirketlerde elektromanyetik kilitleme teknolojileri geliştirmeye devam etti. Connecticut'ta bulunanlar. Diğer mühendisler de bu şirketlerden ayrıldı ve Meriden, Connecticut'taki Highpower Security Products LLC dahil elektronik kilitlemede kendi imalat firmalarını kurdular. ABD, Kanada ve Asya'daki diğer birçok firma daha sonra doğrudan çekmeli elektromanyetik kilit için ek ürün teklifleri oluşturmak üzere kuruldu.

Prensip

Elektromanyetik kilidin arkasındaki ilke, enerji verildiğinde bir kapıyı kilitlemek için elektromanyetizmanın kullanılmasıdır. Tutma kuvveti olmalıdır kolineer bir yük ile, ve kilit ve endüvi levhası yüz yüze uygun çalışmasını sağlamak için olmalıdır.

Operasyon

Manyetik kilit, elektromanyetizmanın bazı temel kavramlarına dayanır . Esasen , kapının açılmasını önleyecek kadar büyük bir kuvvetle bir iletkeni çeken bir elektromıknatıstan oluşur . Daha ayrıntılı bir incelemede, cihaz, bir veya daha fazla tel döngüsünden ( solenoid olarak bilinir ) geçen bir akımın bir manyetik alan oluşturduğu gerçeğinden yararlanır . Bu, boş uzayda çalışır , ancak solenoid, yumuşak demir gibi bir ferromanyetik çekirdeğin etrafına sarılırsa , alanın etkisi büyük ölçüde artar. Bunun nedeni, manyetik akı yoğunluğunu büyük ölçüde artırmak için malzemenin dahili manyetik alanlarının birbiriyle hizalanmasıdır.

denklemler

Kullanma Amper yasalarını , manyetik akı yoğunluğu olduğu gösterilebilir etkili uzunluğunun bir solenoit tarafından indüklenen bir akım ile aracılığıyla döngüler denklem ile verilir: ${\görüntüleme stili B}$ ${\görüntüleme stili l}$ ${\görüntüleme stili I}$ ${\görüntüleme stili N}$

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

Elektromıknatısa maruz kalan yüzey alanı ile elektromıknatıs ile armatür plakası arasındaki kuvvet , denklem ile verilir: ${\görüntüleme stili F}$ ${\görüntüleme stili S}$

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

Her iki denklemlerde, temsil boş alan geçirgenliği ve çekirdeğin göreceli geçirgenliği. ${\görüntüleme stili \mu _{0}}$ ${\görüntüleme stili \mu _{r}}$

Bir manyetik kilidin gerçek performansı, çeşitli kayıplar (elektromıknatıs ve iletken arasındaki akı sızıntısı gibi) nedeniyle büyük ölçüde farklılık gösterebilse de, denklemler, güçlü bir manyetik kilit üretmek için neyin gerekli olduğuna dair iyi bir fikir verir. Örneğin, kilidin kuvveti, manyetik çekirdeğin göreli geçirgenliğinin karesiyle orantılıdır. Bir malzemenin nispi geçirgenliğinin kobalt için 250'den yumuşak demir için yaklaşık 5000'e ve silikon - demir için 7000'e kadar değişebildiği göz önüne alındığında, manyetik çekirdek seçimi bu nedenle manyetik kilidin gücü üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Ayrıca akım seçimi, döngü sayısı ve elektromıknatısın etkin uzunluğu da önemlidir.

Teknik karşılaştırma

Manyetik kilitler, geleneksel kilitlere ve elektrik çarpmalarına göre bir takım avantajlara sahiptir. Örneğin, dayanıklılıkları ve hızlı çalışmaları, elektronik kimlik doğrulamanın gerekli olduğu yüksek trafikli bir ofis ortamında onları değerli kılabilir.

Avantajlar

Uzaktan çalıştırma: Güç kaynağı ayarlanarak manyetik kilitler uzaktan açılıp kapatılabilir.
Kurulumu kolay: Manyetik kilitlerin montajı genellikle diğer kilitlere göre daha kolaydır, çünkü birbirine bağlanan parçalar yoktur.
Hızlı çalıştırma: Manyetik kilitler, güç kesildiğinde anında açılır ve diğer kilitlere kıyasla hızlı serbest bırakmaya olanak tanır.
Sağlam: Manyetik kilitler, geleneksel kilitlere göre çoklu darbelerden daha az zarar görebilir. Manyetik bir kilit bir levye ile zorla açılırsa, kapıya veya kilide genellikle çok az zarar verir veya hiç zarar vermez. Elektromanyetik kilitte kırılacak hareketli parça yoktur.

Dezavantajları

Güvenli olması için sabit bir güç kaynağı gerektirir.
Elektrik kesintisi durumunda enerjiyi keserek güvenliği devre dışı bırakabilir.
Mekanik kilitlere kıyasla pahalıdır.
Güvenli çalışma için ek donanım gerektirir.

Kurulum

Manyetik kilit, hem içeri hem de dışarı açılan kapılar için uygundur. Braketler (L braket, LZ braket, U braket) armatürü her iki uygulamada da kullanmak üzere yönlendirmek için kullanılır. Elektromıknatıs, çerçevenin geometrisi nedeniyle kapı çerçevesindeki mevcut montaj alanından daha büyük olduğunda, kapı çerçevesi üzerinde geniş, düz bir montaj alanı sağlamak için dolgu plakaları da kullanılır.

Manyetik kilit her zaman kapının güvenli tarafına takılmalıdır. Çoğu kurulum yüzeye monte edilmiştir. Güvenlik için, manyetik kilit, kablolar ve teller kapı çerçevesinden veya tel kalıplama ile gömme montajdan geçirilmelidir.

Kurulum basittir. Salınımlı uygulamalarda, elektromıknatıs tipik olarak kapının üst kısmındaki kapının açılan köşesine kurulur. Maglock'lar, tam boy bir muhafaza ile donatıldıklarında kapı açıklığına dikey olarak da monte edilebilirler. Bu konfigürasyonla armatür kapıdan cıvatalanır ve elektromıknatısın yüzü ile eşleşmek üzere yönlendirilir. Kilitleme tutma kuvvetinin sağlanabilmesi için armatür plakası ve elektromıknatısın birbirine temas etmesi gerekir.

Dışa salınımlı uygulamalarda, elektromıknatıs tipik olarak kapı başlığının yanına kurulur. Bu konfigürasyonda armatür, armatürü elektromıknatıs ile eşleşmesi için yönlendiren Z şeklinde bir braket üzerine monte edilmiştir.

Manyetik kilitler neredeyse her zaman eksiksiz bir elektronik güvenlik sisteminin parçasıdır . Böyle bir sistem, basitçe bağlı bir anahtar kart okuyucusundan oluşabilir veya binanın güvenliğini izleyen merkezi bir bilgisayara bağlantı içeren daha karmaşık olabilir. Kilitleme sistemi seçimi ne olursa olsun, yangın güvenliği önemli bir husustur.

Elektromanyetik kilitlerde diğer varyasyonlar ve iyileştirmeler geliştirilmiştir. En dikkat çekici olanı, armatürün doğrudan yüzü çekmediği, ancak yükün mekanik bir durdurma gibi kesmede olduğu kesme kilididir. Kesme manyetik kilidi, normalde ya içe-dönüş ya da dışa-dönüş konfigürasyonunda çalışan orijinal (ve şimdi her yerde bulunan) doğrudan çekme tipinin aksine, bir kapının her iki yönde de salınmasına izin verir. Kesme manyetik kilidine uygun tutma kuvveti sağlamak için iki pim armatürü mıknatısın kendisine kilitler ve mıknatısın yerine kilitlenmesini sağlar.

Gelişmiş bir 'kesme' elektromanyetik kilidin patenti 2 Mayıs 1989'da bir erişim kontrol donanımı imalat firması olan Security Door Controls'den Arthur, Richard ve David Geringer tarafından alındı. Tasarımlarında ana hatlarıyla belirtilen cihaz, prensipte bir elektromıknatıs ve bir armatür plakasından oluşan modern manyetik kilitle aynıydı. Patent, elektromıknatısın üretim yöntemlerine herhangi bir atıfta bulunmadı ve armatür plakasını elektromıknatısa yaklaştırmak için yay yüklü bir armatür plakası kullananlar da dahil olmak üzere tasarımdaki çeşitli varyasyonları ayrıntılı olarak anlattı. Patent süresi 2 Mayıs 2009'da sona ermiştir.

tutma kuvveti

Bir manyetik kilit, mıknatıslanabilen bir tel bobini ile çevrili metal bir plakaya sahiptir. Bobin sayısı, kilidi karakterize eden tutma kuvvetini belirler:

Mikro Boyut: 275 lbf (1,220 N ) tutma kuvveti.
Mini Boyut: 650 lbf (2900 N) tutma kuvveti
Midi Boy: 800 lbf (3.600 N) tutma kuvveti
Standart Boyut: 1.200 lbf (5.300 N) tutma kuvveti.
Kesme Kilidi: 2.000 lbf (8.900 N) tutma kuvveti

Kapı kilidi olarak standart boy elektromanyetik kilit kullanılmaktadır.

Elektrik Gereksinimleri

Bir elektromıknatıs kilidinin gücü DC'dir (Doğru Akım), 5-6 W civarındadır. Gerilim kaynağı 12VDC olduğunda akım 0,5 A ve 24VDC kullanırken 0,25A'dır (üreticiler arasında değişir ve bir veya iki bobin varsa blok). Manyetik kilidin UL işaretini taşıdığını doğrulamanız da önerilir. Genel olarak, elektromıknatıs kilidinin özelliği 12/24 VDC'lik çift voltajdır. AC gücünü dönüştürmek için bir doğrultucu kullanılıyorsa, tam dalga köprülü doğrultucu kullanılmalıdır.

Uygulama modları

Güvenlik amacıyla, elektrikli kilitler ve elektrik çarpmaları iki moddan birinde çalışacak şekilde tasarlanabilir:

Arıza emniyetli – insanları korumak için: Elektrik kesilirse kilit açılır.
Arıza güvenliği (fail-safe olarak da bilinir) – mülkiyeti korumak için: Elektrik kesilirse kilit kapalı kalır. Bu kilit tipi, geleneksel kilitlerde bulunanlara benzer bir silindire sahiptir. Silindir, güç kaynağı kesilse bile kilidin güvenli kalmasını sağlar.

Elektromanyetik kilitler genellikle arıza emniyetlidir ve acil durumlarda emniyetli olmaları için geçerli yangın yönetmeliklerine uygun olmalıdır.

Languages

In other projects