1 - DÉFINITIONSous l’effet du champ magnétique induit par le courantélectrique passant dans la bobine de l’électro-aimant, la partiemobile (noyau) se déplace sur l’ensemble de sa course.Ce déplacement exerce une force de poussée ou de tractionpermettant de générer une action mécanique sur sonenvironnement.

Il existe principalement trois types de conception :

a - Manœuvre simple : tirant - poussant - rotatif (de 0 à 90°)Le retour à la position de départ se fait par une actionmécanique extérieure (par exemple : ressort).En l’absence de courant ou de ressort le noyau devient libre etsans maintien en position.

b - Manœuvre simple avec maintien en positionMonostable par l’action d’un aimant permanent ou d’un ressort.Bistable par l’action d’un aimant permanent et d’un ressort, cedernier assure le retour à la position de départ après uneimpulsion électrique en sens inverse dans la bobine.

c - Manœuvre double avec deux bobinesUne bobine permet le mouvement du noyau dans un sens,l’autre dans l’autre sens.La position en butée d’un côté ou de l’autre est assurée par lemaintien de l’alimentation dans le bobinage (ou par un aimantpermanent).

2 - COURSE (mm)La course est le chemin parcouru par le noyau de la position dedébut à la position de fin de course.

3 - FORCE (N - NEWTON)La force dépend de la forme du circuit magnétique et de lapuissance électrique de la bobine (voir également § 7). Elleévolue pendant sa course et peut prendre différentes formes.

La force est plus faible noyau sorti (en début de course) quenoyau rentré (fin de course).

Les forces des électro-aimants communiquées dans cettedocumentation correspondent à :- Tension d’alimentation dans la bobine = 90% de la tension

nominale. - Une bobine échauffée à la limite de la température de la classe

d’isolation de l’appareil (voir § 8).A la tension nominale les valeurs de forces indiquées dans cecatalogue augmentent d’environ 20%.

Une commande électrique adaptée pourra créer une surtensionmomentanée (surexcitation) dans la bobine - elle correspondraà une surtension appliquée uniquement pendant la duréed’attraction du noyau.Grâce à cette surexcitation la force pour les électro-aimants àfacteur de marche 100% sera doublée et ce dès le début de lacourse, de plus le temps de réponse sera réduit de 30 à 40%.

4 - TENSION D’ALIMENTATION (V - VOLT) Pour les électro-aimants courant continu, la tension standardest 24 V CC.Certains pourront néanmoins être alimentés en 230 V AC parl’intermédiaire d’un redresseur. Dans ce cas, la bobine est réaliséeen tension continue 205 V CC.

Pour les électro-aimants en courant alternatif monophasé, latension standard est 230 V AC / 50 Hz.

La tolérance maximum admissible sur la tension d’alimentationest de +/- 10% de la tension nominale pour un fonctionnementen continu. La tolérance conseillée est de +5% à -10% pouréviter un échauffement important de la bobine et assurer lalongévité de l’électro-aimant.

5 - COURANT (A - AMPÈRE) Le courant nominal correspond à la consommation de la bobineavec une tension nominale et une température de bobine de 20°C.

Le courant d’appel est le courant consommé par l’appareil alorsque le circuit magnétique est encore ouvert, c’est-à-dire lorsquele noyau n’est pas arrivé en butée.Le courant d’appel est supérieur au courant nominal.

Il n’y a pas de courant d’appel pour les électro-aimants courantcontinu ; à la coupure, il peut se produire un arc électrique si lecircuit n’est pas protégé (voir câblage § 12). Attention : cet arc peut endommager le circuit de commandeélectrique (l’interrupteur par exemple).

Version tirante

Versionpoussante

Version tirante et poussante

Course

Force

Informations généralessur les électro-aimants

I 8 I KCGELM 0507 I www.binder-magnetic.fr

Pour les électro-aimants courant alternatif, il y a un courantd’appel jusqu’à ce que le noyau arrive au “collage” ; à partir decet instant, le courant reprend sa valeur nominale.

6 - PUISSANCE NOMINALE (W - WATT / VA - VOLTAMPÈRE) La puissance nominale absorbée est donnée dans cettedocumentation pour une tension nominale et pour unetempérature de bobine de 20°C.

7 - FACTEUR DE MARCHE (FM - %) Le facteur de marche, indiqué en %, correspond à la duréemaximum d’alimentation de l’appareil sur une période de 5 minutes (300 secondes).Pour une même taille d’électro-aimant, il existe plusieurspuissances de bobine :• Une bobine puissante ayant un facteur de marche 5%

s’échauffera vite - elle ne pourra donc pas être alimentée plusde 5% du temps sur une période 5 minutes ; soit 15secondes sur 5 minutes.

• Une bobine avec un facteur de marche 100% pourra êtrealimentée tout le temps jusqu’à une température ambiante de35°C.

Cet échauffement, lié à la résistance de la bobine et au courantpassant dans celle-ci, sera dissipé par les surfaces d’échangesde l’électro-aimant avec son environnement - au delà du facteurde marche autorisé, il y aura rapidement détérioration de labobine de l’électro-aimant.a - Pour les électro-aimants courant continuLes facteurs de marches s‘expriment par un pourcentage de ladurée d’alimentation pour une période de 5 minutes. La durée d’alimentation totale correspond au cumul des misessous tension dans la période.

% FM = Durée de mise sous tension (secondes)300 secondes

Pour indication :- 100% : alimentation possible en permanence- 40% : 120 secondes sur 300 secondes- 25% : 75 secondes sur 300 secondes- 5% : 15 secondes sur 300 secondes

Par exemple : Un électro-aimant de facteur de marche de 100% peut resteralimenté en permanence ; par contre, un électro-aimant defacteur de marche 5% ne pourra être alimenté, que pendant unedurée de 0,05 x 300 = 15 s toutes les 5 minutes.

b - Pour les électro-aimants courant alternatifDans cette conception les électro-aimants alternatifs sontsoumis à une surintensité à chaque manœuvre ; par conséquentl’échauffement sera supérieur à un électro-aimant à courantcontinu.Le nombre de manœuvres par heure sera donc limité à l’imagedu graphique ci-dessous :

En effet un courant d’une intensité élevée sera présent jusqu’àce que le noyau arrive en butée ; en conséquence, plus lacourse sera grande, plus l’échauffement d’appel sera élevé.

8 - ISOLATIONLa température d’utilisation habituelle se situe entre -5°C à+35°C toutefois il est possible de sortir de ce cadre.La température maximum admissible par un électro-aimantdépend des matériaux utilisés et particulièrement de l’isolant dufil de cuivre de la bobine.Le tableau ci-dessous définie la température maxi d’utilisationde l’électro-aimant.

9 - TEMPS DE RÉPONSES (ms)Les temps de réponses d’un électro-aimant se décomposentprincipalement en deux durées :- durée d’attraction (t1) correspondant au retard de réaction

magnétique (t11) additionné à la durée de mouvement (t12).- durée de rappel (t2) correspond au retard de retombée du

magnétisme additionné à la durée de retour (t22).

J = courant (A) - s = course (mm) - U = tension (V) - t = temps (s).

ED

J

U

st

t21

t11

t12

t1 t22

t2

Commande côté courant continu

ED

J

U

s

t

t22t21

t2t12

t11

t1

Commande côté courant alternatif

Classe Température Échauffement maxi en °Cd’isolation maxi en °C pour une température

ambiante de 35°CY 90 50A 105 65E 120 80B 130 90F 155 115H 180 140

www.binder-magnetic.fr I KCGELM 0507 I 9 I

S = course - S maxi. = course maxi

3 600 maxi./h

Course = 0,1 x Smaxi.

1 200 maxi./h

Course = 0,2 x Smaxi.

600 maxi./h

Course = 0,4 x Smaxi.

300 maxi./h

Course = 0,6 x Smaxi.

120 maxi./h

Course = Smaxi.

ÉLEC

TRO

-AIM

AN

TSV

ENTO

USE

S ÉL

ECTR

OM

AG

NÉT

IQU

ESV

IBR

ATE

UR

SÉL

ECTR

OM

AG

NÉT

IQU

ESFR

EIN

S &

EM

BR

AY

AG

ES

Ces temps correspondent à un mouvement à vide c’est-à-diresans action mécanique sur un élément extérieur.Il sont dus à “l’inertie” magnétique dans la bobine.Une commande électrique adaptée pourra créer une surtension(surexcitation) dans la bobine - elle correspondra à unesurtension appliquée uniquement pendant la durée d’attractiondu noyau.Cette surexcitation permettra de réduire la durée d’attractiontout en augmentant la force dès le début de la course.

U Tension réelle appliquéeUN Tension nominalet1 Temps réel d’attractiont1N Temps nominal d’attraction

10 - DURÉE DE VIELa durée de vie des électro-aimants en courant continu estessentiellement déterminée par le type de guidage mécaniquedu noyau.Les électro-aimants KENDRION sont conçus avec différentstypes de paliers.Leur durée de vie, est présentée ci-dessous par ordre croissant :• Tube guide en laiton et noyau nickelé• Tube guide en laiton et noyau chromé dur ou revêtu PTFE• Paliers en bronze fritté• Paliers constitués de bagues DU (métal+PTFE)

L’usure du palier dépend de l’effort radial auquel il est soumis(en montage vertical le poids du noyau n’agit pas sur le palier).Les durées de vie se situent entre 5.105 et 108 manœuvres selonle type de palier et de noyau.

11 - PROTECTIONLa protection des électro-aimants dépend de leur conception.Toutes les pièces en acier sont protégées contre la corrosion.Le degré de protection suit la norme EN 60 528, par exemple :

IP00 : aucune protection.IP54 : protection contre les poussières et contre les projections

d’eau dans toutes les directions.IP65 : totalement protégé contre les poussières et contre les

jets d’eau à la lance dans toutes les directions.ATEX : protection antidéflagrante (différentes zones).

12 - SCHÉMA DE CÂBLAGEDe nombreuses possibilités existent ; nous vous conseillons lescâblages suivants :

• Lors d’une alimentation courant continu

Ce câblage évite l’arc électrique lors de la coupure (détériorationde l’interrupteur) et permet d’obtenir un temps de rappel court.

D = Diode et R = résistance Ohmique

• Lors d’une alimentation courant alternatif et lorsque labobine est conçue pour du courant continu

Deux possibilités :

Commande côté courant alternatif :Ce câblage évite l’arc électrique lors de la coupure (détériorationde l’interrupteur) mais allonge le temps de rappel.

Commande côté courant continu :Ce câblage provoque un arc électrique pouvant détériorerl’interrupteur, mais permet un temps de rappel court.

-

+

D

R

Electro-aimant

Electro-aimant

Electro-aimant

6

4

2

0

a

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1t1

t1N

UUN

I 10 I KCGELM 0507 I www.binder-magnetic.fr

Informations généralessur les électro-aimants (suite)

APPROCHE DE SÉLECTION RAPIDED’UN ÉLECTRO-AIMANT DE MANŒUVRE SIMPLE

Ces graphiques permettent de présélec-tionner une gamme.En premier lieu, il est nécessaire dedéfinir un facteur de marche puis derepérer la course utile et en dernier lieu laforce en début de course.Le résultat aboutit à une couleur corres-pondant à une ou plusieurs gammes.

IMPORTANT : les forces

indiquées sont celles en

début de course - elles

sont bien inférieures aux

forces en fin de course

(noyau rentré dans la

bobine).

400

350

300

250

200

150

100

50

00 5 10 15

s (mm)course

F (N)Force

20 25 30

200

150

100

50

0 0 5 10 15

F (N)

20 25 30

s (mm) course

Force

160

140

120

100

80

60

40

20

0 0 5 10 15

F (N)

20 25 30 s (mm) course

Force

140

120

100

80

60

40

20

0 0 5 10 15

F (N)

20 25 30 s (mm) course

Force

LCL/40 001.. - 40 006.. / DBM..

LHP..

LHS..

www.binder-magnetic.fr I KCGELM 0507 I 11 I

ÉLEC

TRO

-AIM

AN

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ENTO

USE

S ÉL

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OM

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EM

BR

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AG

ES

FM : 5%

FM : 25%

FM : 40%

FM : 100%