Los embragues electromagnéticos funcionan eléctricamente, pero transmiten el par de forma mecánica. Por eso, antes se los denominaba embragues electromecánicos. Con el paso de los años, los embragues electromagnéticos pasaron a denominarse embragues electromagnéticos en lugar de embragues electromecánicos, haciendo referencia más a su método de accionamiento que a su funcionamiento físico. Desde que los embragues empezaron a popularizarse hace más de 60 años, la variedad de aplicaciones y diseños de embragues ha aumentado drásticamente, pero el funcionamiento básico sigue siendo el mismo en la actualidad.
Los embragues de una sola cara representan aproximadamente el 90% de todas las ventas de embragues electromagnéticos{{ cita requerida }}.
Los embragues electromagnéticos son los más adecuados para el funcionamiento a distancia, ya que no se necesitan conexiones mecánicas para controlar su acoplamiento, lo que proporciona un funcionamiento rápido y suave. Sin embargo, debido a que la energía de activación se disipa en forma de calor en el actuador electromagnético cuando se acopla el embrague, existe el riesgo de sobrecalentamiento. En consecuencia, la temperatura máxima de funcionamiento del embrague está limitada por la clasificación de temperatura del aislamiento del electroimán. Esta es una limitación importante. Otra desventaja es el mayor costo inicial.
Un embrague de placa de fricción utiliza una superficie de fricción de placa única para acoplar los miembros de entrada y salida del embrague.
Cuando se acciona el embrague, la corriente fluye a través del electroimán, lo que produce un campo magnético. La parte del rotor del embrague se magnetiza y establece un bucle magnético que atrae la armadura. La armadura se empuja contra el rotor y se genera una fuerza de fricción en el contacto. En un tiempo relativamente corto, la carga se acelera para igualar la velocidad del rotor, lo que hace que se acoplen la armadura y el cubo de salida del embrague. En la mayoría de los casos, el rotor gira constantemente con la entrada todo el tiempo.
Cuando se elimina la corriente del embrague, la armadura puede girar libremente con el eje. En la mayoría de los diseños, los resortes mantienen la armadura alejada de la superficie del rotor cuando se libera la energía, lo que crea un pequeño espacio de aire.
El ciclo se logra interrumpiendo la corriente a través del electroimán. El deslizamiento normalmente ocurre solo durante la aceleración. Cuando el embrague está completamente acoplado, no hay deslizamiento relativo, suponiendo que el embrague tenga el tamaño adecuado y, por lo tanto, la transferencia de par es 100% eficiente.
Este tipo de embrague se utiliza en algunas cortadoras de césped, fotocopiadoras y transmisiones de cintas transportadoras. Otras aplicaciones incluyen maquinaria de envasado, maquinaria de impresión, maquinaria de procesamiento de alimentos y automatización de fábricas.
Cuando se utiliza el embrague electromagnético en automóviles , puede haber un interruptor de liberación del embrague dentro de la palanca de cambios. El conductor opera el interruptor sosteniendo la palanca de cambios para cambiar de marcha, cortando así la corriente al electroimán y desacoplando el embrague. Con este mecanismo, no es necesario pisar el pedal del embrague. Alternativamente, el interruptor puede reemplazarse por un sensor táctil o un sensor de proximidad que detecta la presencia de la mano cerca de la palanca y corta la corriente. Las ventajas de usar este tipo de embrague para automóviles son que no se requieren enlaces complicados para accionar el embrague, y el conductor necesita aplicar una fuerza considerablemente reducida para operar el embrague. Es un tipo de transmisión semiautomática .
Los embragues electromagnéticos también suelen encontrarse en sistemas AWD y se utilizan para variar la cantidad de potencia enviada a ruedas o ejes individuales. [1]
La mayoría de los sistemas de aire acondicionado de los automóviles , aunque no todos, se activan y desactivan mediante un embrague electromagnético. Para activar el compresor, se activa el embrague. Este conecta el extremo del eje del compresor del aire acondicionado a una polea impulsada por el cigüeñal del motor a través de una correa .
Los embragues electromagnéticos se han utilizado en locomotoras diésel , por ejemplo en Hohenzollern Locomotive Works .
Introducción : los embragues de discos múltiples se utilizan para generar un par extremadamente alto en un espacio relativamente pequeño. Estos embragues se pueden utilizar en seco o en húmedo (baño de aceite). El funcionamiento de los embragues en un baño de aceite también aumenta en gran medida la capacidad de disipación de calor, lo que los hace ideales para cajas de cambios de varias velocidades y aplicaciones de máquinas herramienta.
Cómo funciona : los embragues de discos múltiples funcionan mediante un accionamiento eléctrico, pero transmiten el par de torsión mecánicamente. Cuando se aplica corriente a través de la bobina del embrague, la bobina se convierte en un electroimán y produce líneas de flujo magnético. Estas líneas de flujo se transfieren a través del pequeño espacio de aire entre el campo y el rotor. La parte del rotor del embrague se magnetiza y establece un bucle magnético, que atrae tanto la armadura como los discos de fricción. La atracción de la armadura comprime (aprieta) los discos de fricción, transfiriendo el par de torsión del impulsor interno a los discos externos. Los discos de salida están conectados a un engranaje, acoplamiento o polea a través de una copa de transmisión. El embrague se desliza hasta que las RPM de entrada y salida coinciden. Esto sucede relativamente rápido, por lo general (0,2 a 2 segundos).
Cuando se elimina la corriente del embrague, la armadura puede girar libremente con el eje. Los resortes mantienen los discos de fricción separados entre sí, por lo que no hay contacto cuando el embrague no está acoplado, lo que crea una cantidad mínima de arrastre.
Introducción : de todos los embragues electromagnéticos, los embragues dentados proporcionan la mayor cantidad de par en el tamaño total más pequeño. Debido a que el par se transmite sin deslizamiento, los embragues son ideales para máquinas de varias etapas donde la sincronización es fundamental, como las imprentas de varias etapas . A veces, es necesario mantener la sincronización exacta, por lo que los embragues dentados se pueden fabricar con una opción de posición única, lo que significa que solo se acoplarán en una marca de grado específica. Se pueden utilizar en aplicaciones secas o húmedas (baño de aceite), por lo que son muy adecuados para transmisiones de tipo caja de cambios.
No deben utilizarse en aplicaciones de alta velocidad o aplicaciones que tengan velocidades de acoplamiento superiores a 50 rpm, de lo contrario se dañarían los dientes del embrague al intentar acoplar el embrague.
Cómo funciona : los embragues de dientes electromagnéticos funcionan mediante un accionamiento eléctrico, pero transmiten el par de torsión mecánicamente. Cuando la corriente fluye a través de la bobina del embrague, la bobina se convierte en un electroimán y produce líneas de flujo magnético. Este flujo se transfiere luego a través del pequeño espacio entre el campo y el rotor. La parte del rotor del embrague se magnetiza y establece un bucle magnético, que atrae los dientes de la armadura hacia los dientes del rotor. En la mayoría de los casos, el rotor gira constantemente con la entrada (impulsor). Tan pronto como la armadura y el rotor del embrague se acoplan, el bloqueo es del 100%.
Cuando se elimina la corriente del campo de embrague, la armadura puede girar libremente con el eje. Los resortes mantienen la armadura alejada de la superficie del rotor cuando se libera la energía, lo que crea un pequeño espacio de aire y proporciona un desacoplamiento completo de la entrada a la salida.
Introducción : los embragues de partículas magnéticas son únicos en su diseño, en comparación con otros embragues electromecánicos debido al amplio rango de par operativo disponible. Al igual que un embrague estándar de una sola cara, la relación par/voltaje es casi lineal. Sin embargo, en un embrague de partículas magnéticas, el par se puede controlar con mucha precisión. Esto hace que estas unidades sean ideales para aplicaciones de control de tensión, como el control de tensión de bobinado de alambre, láminas, películas y cintas. Debido a su respuesta rápida, también se pueden utilizar en aplicaciones de alto ciclo, como lectores de tarjetas, máquinas de clasificación y equipos de etiquetado.
Cómo funciona : las partículas magnéticas (muy similares a las limaduras de hierro) se encuentran en la cavidad del polvo. Cuando la corriente fluye a través de la bobina, el flujo magnético que se crea intenta unir las partículas, casi como una masa de partículas magnéticas. A medida que aumenta la corriente, se crea el campo magnético, lo que refuerza la unión de las partículas. El rotor del embrague pasa a través de las partículas unidas, lo que provoca un arrastre entre la entrada y la salida durante la rotación. Según el requisito de par de salida, la salida y la entrada pueden bloquearse en una transferencia del 100 %.
Cuando se elimina la corriente del embrague, la entrada queda casi libre para girar con el eje. Como las partículas magnéticas permanecen en la cavidad, todos los embragues de partículas magnéticas tienen una resistencia mínima.
Las unidades de histéresis eléctricas tienen un rango de par extremadamente alto. Dado que estas unidades se pueden controlar de forma remota, son ideales para probar aplicaciones en las que se requiere un par variable. Como el par de arrastre es mínimo, estas unidades ofrecen el rango de par más amplio disponible de cualquier producto electromagnético. La mayoría de las aplicaciones que involucran unidades de histéresis eléctricas se encuentran en requisitos de banco de pruebas. Dado que todo el par se transmite magnéticamente, no hay contacto, por lo que no se produce desgaste en ninguno de los componentes de transferencia de par, lo que proporciona una vida útil extremadamente larga.
Cuando se aplica la corriente, se crea un flujo magnético que pasa a la parte del rotor del campo. El disco de histéresis pasa físicamente a través del rotor, sin tocarlo. Estos discos tienen la capacidad de magnetizarse dependiendo de la fuerza del flujo (que se disipa a medida que se elimina el flujo). Esto significa que, a medida que el rotor gira, se produce un arrastre magnético entre el rotor y el disco de histéresis, lo que provoca la rotación. En cierto sentido, el disco de histéresis es empujado detrás del rotor. Dependiendo del par de salida requerido, esta atracción puede eventualmente coincidir con la velocidad de entrada, lo que da un bloqueo del 100%.
Cuando se elimina la corriente del embrague, la armadura puede girar libremente y no se transmite ninguna fuerza relativa entre ninguno de los elementos. Por lo tanto, el único par que se observa entre la entrada y la salida es el arrastre del cojinete.
W. Pelczewski: SPRZEGLA ELEKTROMAGNETYCZNE (edición original polaca); Edición alemana: Elektromagnetische Kupplung, Kapitel: Elektromagnetische Induktionskuppling; Vieweg 1971, ISBN 3 528 04906 5
