Электромагнитный замок , магнитный замок или маглок — это запирающее устройство , состоящее из электромагнита и якорной пластины.
Принцип действия электромагнитного замка заключается в использовании электромагнетизма для запирания двери при подаче питания. Удерживающая сила должна быть коллинеарна нагрузке, а замок и пластина якоря должны быть расположены лицом к лицу для достижения оптимальной работы.
Магнитный замок опирается на некоторые из основных концепций электромагнетизма . По сути, он состоит из электромагнита, притягивающего проводник с силой, достаточно большой, чтобы не допустить открытия двери. При более детальном рассмотрении устройство использует тот факт, что ток через одну или несколько витков провода (известных как соленоид ) создает магнитное поле. Это работает в свободном пространстве , но если соленоид обернуть вокруг ферромагнитного сердечника, такого как мягкое железо, эффект поля значительно усиливается. Это происходит потому, что внутренние магнитные домены материала выравниваются друг с другом, что значительно увеличивает плотность магнитного потока.
Используя закон Ампера , можно показать, что плотность магнитного потока, создаваемого соленоидом эффективной длины с током, протекающим через контуры, определяется уравнением:
Сила между электромагнитом и пластиной якоря с площадью поверхности, подверженной воздействию электромагнита, определяется уравнением:
В обоих уравнениях представляет собой проницаемость свободного пространства и относительную проницаемость ядра.
Хотя фактическая производительность магнитного замка может существенно отличаться из-за различных потерь (таких как утечка потока между электромагнитом и проводником), уравнения дают хорошее представление о том, что необходимо для создания сильного магнитного замка. Например, сила замка пропорциональна квадрату относительной проницаемости магнитного сердечника. Учитывая, что относительная проницаемость материала может варьироваться от примерно 250 для кобальта до примерно 5000 для мягкого железа и 7000 для кремния - железа , выбор магнитного сердечника может, следовательно, иметь важное влияние на прочность магнитного замка. Также важен выбор тока, количества витков и эффективной длины электромагнита. [1]
Магнитные замки обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными замками и электрическими защелками. Например, их долговечность и быстрота срабатывания могут сделать их ценными в офисной среде с высокой посещаемостью, где необходима электронная аутентификация.
Магнитный замок подходит как для распашных, так и для распашных дверей. Кронштейны (L-образный кронштейн, LZ-образный кронштейн, U-образный кронштейн) используются для ориентации арматуры при использовании в обоих случаях. Прокладки также используются для обеспечения большой, плоской монтажной поверхности на дверной раме, когда электромагнит больше доступного монтажного пространства на дверной раме из-за геометрии рамы.
Магнитный замок всегда должен быть установлен на безопасной стороне двери. Большинство установок монтируются на поверхности. Для безопасности магнитный замок, кабели и провода должны быть проложены через дверную раму или смонтированы заподлицо с помощью проволочного молдинга.
Установка проста. При использовании с поворотными дверями электромагнит обычно устанавливается в углу проема двери в верхней части двери. Магнитные замки также могут устанавливаться вертикально в проеме двери, если они оснащены полноразмерным корпусом. При такой конфигурации якорь крепится болтами через дверь и ориентируется для сопряжения с лицевой стороной электромагнита. Пластина якоря и электромагнит должны соприкасаться, чтобы обеспечить удерживающую силу блокировки.
При использовании с выдвижными дверями электромагнит обычно устанавливается сбоку дверного проема. В этой конфигурации якорь устанавливается на Z-образном кронштейне, который ориентирует якорь для сопряжения с электромагнитом.
Магнитные замки почти всегда являются частью полной электронной системы безопасности . Такая система может просто состоять из прикрепленного считывателя карт-ключей или может быть более сложной, включая подключение к центральному компьютеру, который контролирует безопасность здания. Какой бы ни был выбор системы блокировки, пожарная безопасность является важным фактором. [2]
Были разработаны другие вариации и усовершенствования электромагнитных замков. Самым замечательным является замок сдвига, в котором якорь не отрывается напрямую от поверхности, а нагрузка вместо этого находится в сдвиге, как механический упор. Магнитный замок сдвига позволяет двери качаться в обоих направлениях, в отличие от оригинального (и теперь повсеместного) типа прямого тягового усилия, который обычно работает либо в конфигурации «от себя», либо «от себя». Чтобы обеспечить магнитный замок сдвига соответствующей силой удержания, два штифта фиксируют якорь на самом магните и обеспечивают фиксацию магнита на месте.
Улучшенный «сдвиговой» электромагнитный замок был запатентован 2 мая 1989 года Артуром, Ричардом и Дэвидом Герингерами из Security Door Controls, фирмы по производству оборудования для контроля доступа. Устройство, описанное в их проектах, в принципе было таким же, как и современный магнитный замок, состоящий из электромагнита и пластины якоря. В патенте не упоминались методы изготовления электромагнита, а подробно описывалось несколько вариантов конструкции, включая тот, в котором использовалась подпружиненная пластина якоря, чтобы приблизить пластину якоря к электромагниту. Срок действия патента истек 2 мая 2009 года. [3]
Магнитный замок имеет металлическую пластину, окруженную катушкой проволоки, которая может быть намагничена. Количество катушек определяет силу удержания, которая характеризует замок:
В качестве замка для ворот используется электромагнитный замок стандартного размера.
Мощность электромагнитного замка — постоянный ток (DC), около 5–6 Вт. [4] Ток составляет около 0,5 А при напряжении питания 12 В постоянного тока и 0,25 А при использовании 24 В постоянного тока (зависит от производителя и наличия одной или двух катушек в блоке). Также рекомендуется проверить, имеет ли магнитный замок маркировку UL. Как правило, спецификация электромагнитного замка — двойное напряжение 12/24 В постоянного тока. [ требуется цитата ] . Если для преобразования переменного тока используется выпрямитель, следует использовать двухполупериодный мостовой выпрямитель .
Электрические запирающие устройства могут быть либо «отказоустойчивыми», либо «отказоустойчивыми». Запирающее устройство с отказоустойчивостью остается заблокированным при отключении питания. Запирающие устройства с отказоустойчивостью разблокируются при отключении питания. Электромагнитные замки с прямым приводом изначально отказоустойчивы. Обычно электромагнитная часть замка крепится к дверной раме, а сопрягаемая пластина якоря крепится к двери. Эти два компонента находятся в контакте, когда дверь закрыта. Когда электромагнит находится под напряжением, ток, проходящий через электромагнит, создает магнитный поток, который заставляет пластину якоря притягиваться к электромагниту, создавая запирающее действие. Поскольку площадь сопряжения электромагнита и якоря относительно велика, сила, создаваемая магнитным потоком, достаточно велика, чтобы удерживать дверь запертой даже под нагрузкой.
Типичные электромагнитные замки для одной двери предлагаются с динамической силой удержания 600 фунтов (2669 Н ) и 1200 фунтов (5338 Н). «Отказоустойчивый» магнитный замок требует питания для того, чтобы оставаться заблокированным, и обычно не подходит для приложений с высокой степенью безопасности, поскольку его можно отключить, отключив питание. Несмотря на это, добавив датчик магнитной связи к замку и используя источник питания, который включает возможность резервного питания от батареи, можно реализовать некоторые специализированные приложения с более высокой степенью безопасности. Электромагнитные замки хорошо подходят для использования на дверях аварийных выходов, которые имеют противопожарные приложения, поскольку они не имеют движущихся частей и, следовательно, менее склонны к отказу, чем другие типы электрических замков, такие как электрические защелки .
Прочность современных магнитных замков сопоставима с прочностью обычных дверных замков, и они обходятся дешевле обычных лампочек . В типичной электромагнитной системе запирания установлены дополнительные элементы оборудования для разблокировки. Поскольку электромагнитные замки не взаимодействуют с рычагами или дверными ручками на двери, обычно рядом с дверью устанавливается отдельная кнопка разблокировки, которая отключает питание замка. Эта кнопка обычно имеет таймер, который после нажатия кнопки удерживает замок разблокированным в течение 15 или 30 секунд в соответствии с пожарными нормами NFPA . Кроме того, пожарные нормы требуют повторного разблокирования. [5] Для автоматической разблокировки двери со стороны выхода используется либо датчик движения, либо защитная планка с внутренним переключателем.
Первый современный электромагнитный замок с прямым приводом был разработан Самнером «Ирвингом» Сапфирштейном в 1969 году [6] [7] [8] для первоначальной установки на дверях в Монреальском форуме . [9] Опасения местных властей по поводу пожара при запирании дверей в Форуме побудили руководство найти решение по запиранию, которое было бы безопасным во время пожара. Первоначально Сапфирштейн предложил использовать линейный стек дверных держателей для работы в качестве электромагнитного замка. Эти дверные держатели традиционно использовались для удержания дверей в открытом положении, но в этом случае Сапфирштейн считал, что их можно упаковать и адаптировать для работы в качестве безотказного замка. После успешного прототипа и установки на Форуме Сапфирштейн продолжил развивать и совершенствовать конструкцию и основал компанию Locknetics для разработки аксессуаров и схем управления для электромагнитных замков.
В сложных деловых условиях Locknetics была позже продана компании Ives Door Hardware, а затем перепродана компании Harrow. [ требуется цитата ] Гораздо позже это подразделение было снова продано Ingersoll Rand Security Technologies в 1999 году. [10] Подразделение было недавно закрыто в 2007 году [11] и передано другим подразделениям в рамках Ingersoll Rand Security. Сотрудники, которые были связаны с деятельностью в Locknetics, продолжили формировать другие компании по производству электромагнитных замков, включая Dynalock Corporation. [ требуется цитата ]
Сапфирштейн продолжил разработку технологий электромагнитных замков в других компаниях, которые он инициировал, включая Dortronics (позже купленную Sag Harbor Industries [12] ), Delta Controls (сначала купленную Lori Lock Company, а затем купленную Hanchett Entry Systems) и Delt-Rex Door Controls, все из которых находились в Коннектикуте. Другие инженеры также покинули эти компании, чтобы основать собственные производственные фирмы в области электронных замков, включая Highpower Security Products LLC в Меридене, штат Коннектикут. Позднее были созданы многие другие фирмы как в США, так и в Канаде и по всей Азии для создания дополнительных продуктовых предложений для электромагнитных замков с прямым приводом.
