Электромагнитные замки: устройство, виды, назначение, принцип работы

Устройство электромагнитных замков

В конструкцию этого устройства входят: сердечник, обмотка и корпус.

Сердечник

Этот элемент выполняется из магнитомягких материалов, не обладающих эффектом памяти, который присущ постоянным магнитам. Обычно сердечник состоит из комплекта Ш-образных пластин, изготовленных из электротехнической стали. Между собой пластинки свариваются. Еще один вариант – цельностальной сердечник. Плюсами такого технического решения являются – компактные габариты, отсутствие корпуса, минусом – высокая остаточная намагниченность.

Обмотка

Катушка имеет 300-1000 витков медного провода с эмалевым покрытием. При подключении обмотки к электросети по проводам начинает течь электрический ток, образующий магнитное поле в сердечнике.

Корпус

Этот конструктивный элемент электромагнитного замка производят из немагнитных материалов – алюминия или коррозионностойкой стали, реже – полимерных материалов. В корпусе предусмотрен крепеж для фиксации замка к планке или уголку.

Как работает электромагнитный замок

Принцип работы электромагнитного замка базируется на взаимодействии электромагнита, интегрированного в корпус замка, с ответной частью, которая фиксируется к двери. Основное отличие этой системы от электромеханической – постоянное присутствие электрического снабжения. При отключении питания контакты между магнитом и контактной пластиной размыкаются – дверь открывается. Электромагнит должен быть настолько мощным, чтобы замок невозможно было открыть, приложив физическое усилие.

При отключении электрического питания в электромагните продолжает течь затухающий ток в первоначальном направлении, что становится причиной присутствия напряжения на управляющем элементе, функции которого может выполнять реле или транзисторный ключ. Если в системе применяется реле, то из-за тока самоиндукции происходит искрение контактов, что вызывает быструю утрату рабочих качеств.

Снизить влияние самоиндукции позволяет включение в схему двунаправленного защитного диода, который погашает скачки напряжения, возникающие при исчезновении электроснабжения. Если присутствие диода в схеме невозможно, то в качестве управляющего элемента рекомендуется использовать транзисторный ключ.

По типу запирания эти устройства разделяют на магнитные и магнитомеханические. По месту монтажа они бывают:

• накладные – фиксируются на внешней поверхности;
• врезные – отличаются эстетичным видом, выступающие части отсутствуют;
• полуврезные – часть замковой системы выступает из плоскости дверной коробки.

Области применения электромагнитных замков

В конструкции электромагнитных запорных устройств отсутствуют трущиеся элементы из металла, что обеспечивает высокую износоустойчивость систем. Эта характеристика позволяет использовать замки с электромагнитами в местах с большим количеством проходящих людей – в подъездах жилых домов, объектах производственного, коммерческого, учебного назначения. Электромагнитные модели подходят для монтажа на пожарные двери, поскольку при снятии электропитания дверная створка автоматически открывается, что обеспечивает свободную эвакуацию людей.

Такие устройства обеспечивают оперативный санкционированный проход людей через двери, этажные группы, калитки, которые ведут к турникетам, металлодетекторам, рамкам.

Преимущества использования электромагнитных замков

Популярность электромагнитных запирающих устройств обеспечивают следующие преимущества:

• проста конструкции и монтажа;
• отсутствие трущихся металлических элементов, высокая износостойкость;
• длительный эксплуатационный период;
• надежность, свести к минимуму возможность силового взлома позволяет установка датчиков Холла и герконов.

Изготовить отверстия для разблокировки замочной системы практически невозможно. Если все же удастся осуществить силовую разблокировку, сработает локальная сигнализация, которую выключить постороннее лицо не сможет.

Основной недостаток электромагнитной системы запирания – зависимость от наличия электропитания. При его исчезновении все двери окажутся открытыми. Но эту проблему можно устранить установкой источника бесперебойного питания, который временно обеспечит наличие напряжения. Еще одно ограничение – нежелательно устанавливать электромагнитные модели на улице.

Разновидности электромагнитных замков

Виды электромагнитных замков по взаимодействию якоря с электромагнитом

По этому параметру запирающие устройства разделяются на удерживающие – работающие на отрыв, и сдвиговые, работающие на сдвиг.

Удерживающие (прилипалы)

Такие модели, как правило, производят накладными. Их легко монтировать, они не предъявляют особых требований по точности монтажа, при закрывании дополнительно не влияют на доводчик. Главное достоинство – независимость функциональности запирающего устройства от рабочего состояния двери. Искривление полотна и коробки, нарушение положения навесов, вероятные из-за деформации фундамента, не влияют на функциональность замка.

Минусы этого решения:

• Такой замок монтируют только на верхней части полотна, что постепенно приводит к его искривлению.
• По мере эксплуатации нарастает остаточная намагниченность.
• Ограниченно подходит для дверей, открываемых вовнутрь, и не подходят для моделей, распахивающихся в обе стороны.

Узкие модели монтируют на дверях, витринах, люках, пожарных шкафах. Они занимают мало места, при монтаже в средней части тонкого дверного полотна не вызывают его деформацию. Для повышения удерживающего усилия на одну дверь можно установить несколько замочных систем.

Влагостойкие электрозамки могут использоваться:

• в условиях высокой влажности на открытом пространстве;
• в обширном температурном диапазоне: -25…+35 °C;
• для дверей в камерах с низкими температурами.

Сдвиговые

Сдвиговые электромагнитные замки работают на усилие сдвига в поперечном направлении. Выпускаются накладными или врезными. Преимущества этого варианта:

• возможность монтажа на дверях любого типа – левых и правых, открывающихся внутрь и наружу, распашных;
• возможность сокрытия внутри дверных полотна и коробки;
• размещение в любой части двери.

Минусы: критичность величины просвета между дверными полотном и коробкой, необходимость высокой точности расположения замка на двери.

В жилых помещениях сдвиговые модели, как правило, используются в качестве дополнительного замка. Основную защитную функцию выполняет сувальдный замок, которым пользуются во время длительного отсутствия. При кратких отлучках удобно применять электромагнитные системы с электронным ключом.

Типы электромагнитных замков по наличию/отсутствию датчиков

Существует три типа исполнения замочных систем с электромагнитом: без датчиков, с интегрированными датчиками Холла или магнитоконтактными датчиками, именуемыми герконами. Интегрированные датчики решают две дополнительные задачи – контроль срабатывания замочной системы и закрытия дверных полотен. Замки без датчиков такими функциями не обладают.

Датчики Холла

Датчики реагируют на магнитное поле, которое создается обмоткой. Они представляют собой микросхемы Холла с цифровым выходом. Датчики Холла имеют два напряжения, которые соответствуют режимам «Закрыто» и «Открыто», и открытый коллектор. В микросхеме присутствует компактное герконовое реле, интегрированное в корпус замка. При срабатывании замка его контакты замыкаются, при открытии – размыкаются. Преимущество датчика Холла – сокрытие в замке, что не позволяет визуально определить – присутствует ли датчик в запирающей системе. Холл отличается высокой помехоустойчивостью, поскольку толстый металлический слой вокруг датчика служит эффективным экраном.

Задачи, решаемые датчиком Холла:

• контроль срабатывания замка;
• сигнализация о необходимости проведения обслуживания двери из-за изменения состояния ее рабочих поверхностей;
• подача сигнала об уменьшении усилия удержания из-за попадания на рабочие элементы жидкостей, масла, а также из-за начала коррозионных процессов.

Замочные системы с датчиком Холла рекомендуется устанавливать в помещениях, в которых очень важен контроль за функциональностью запирающей системы: хранилищах с материальными ценностями, складах с опасными веществами, помещениях с работающими механизмами.

Герконовые

Магнитоконтактные датчики предназначены для контроля режима двери – открыто/закрыто. Сигнал, подаваемый датчиком, не зависит от присутствия электропитания и работоспособности замка. Можно сделать вывод, что датчик Холла контролирует режимы замка, а герконовое устройство – состояние двери. Герконовые датчики востребованы в системах аварийной и пожарной сигнализации, могут отмечать количество проходов через проем.

Чем электромагнитный замок отличается от электромеханического

Конструктивно электромеханический замок напоминает обычный механический. Отличие – присутствие электрического привода, с помощью которого им можно управлять удаленно. Электромеханическое устройство поставляется в комплекте с механическими ключами. При исчезновении электропитания или выходе из строя электропривода запирающая система на утрачивает защитных свойств, а открыть ее можно ключом.

Для выполнения электромагнитным замком защитных свойств необходимо постоянное присутствие электропитания. При его исчезновении двери самопроизвольно открываются.

Характеристики, учитываемые при выборе электромагнитного замка

При выборе подходящего электромагнитного замка учитывают силу удержания запорной планки, ее единица измерения - кг. Для легких дверей достаточно устройств с силой удержания 100-150 кг. Для стандартных дверей массой до 100 кг требуется сила 300-500 кг, для особо массивных – 1000 кг.

Необходимо также учесть:

• частный или общественный характер объекта, на котором планируется использовать замок;
• толщину двери, например, в тонкое полотно установить врезное устройство невозможно;
• возможность/невозможность включения в состав охранной сигнализации, если это необходимо;
• частоту проходов – замки с электромагнитом отличаются высокой износоустойчивостью, поэтому могут устанавливаться в местах со значительным количеством проходов;
• климатические условия эксплуатации замка – на улице такие устройства без дополнительной защиты могут потерять рабочие качества, например, после покрытия тонкой ледяной коркой.

Факторов, влияющих на выбор электромагнитного замка и дополнительных комплектующих, может быть множество, поэтому в ответственных случаях этот вопрос необходимо обсудить со специалистом.