Cuplajele și frânele electromagnetice funcționează electric, dar cuplează mecanic. Acesta este motivul pentru care au fost denumite cuplaje sau frâne electro-mecanice. De-a lungul anilor, EM a devenit cunoscut sub numele de electromagnetice versus electro-mecanice, referindu-se mai mult la metoda lor de acționare față de funcționarea fizică. Deoarece cuplajele au început să devină populare în urmă cu 60 de ani, varietatea de aplicații și desenele de frână și ambreiaj a crescut dramatic, dar operațiunea de bază rămâne aceeași.

Acest articol se referă la principiile de funcționare ale cuplajelor și frânelor plăcii de fricțiune cu o singură față. În acest articol, cuplajele și frânele sunt denumite cuple (mecanice).

Într-un ambreiaj, (B1) atunci când este aplicată energie, în bobină este creat un câmp magnetic (A2 albastru). Acest câmp (flux) depășește un spațiu de aer între rotorul ambreiajului (A2 galben) și armătura (A2 roșu). Această atracție magnetică trage armătura în contact cu fața rotorului. Contactul de fricțiune, care este controlat de puterea câmpului magnetic, cauzează pornirea mișcării de rotație.

Cuplul provine din atracția magnetică, din bobină și din frecare dintre oțelul armăturii și oțelul rotorului ambreiajului sau al câmpului de frână. Pentru multe cuplaje industriale, materialul de fricțiune este utilizat între poli. Materialul este folosit în principal pentru a reduce scăderea uzurii, dar pot fi utilizate și diferite tipuri de material pentru a schimba coeficientul de frecare (cuplu pentru aplicații speciale). De exemplu, în cazul în care cuplarea trebuie să aibă un timp extins la viteză / oprire sau timp de alunecare, poate fi utilizat un material de frecare cu coeficient scăzut. În schimb, dacă un cuplaj este necesar pentru a avea un cuplu ușor mai mare (mai ales pentru aplicațiile cu turație redusă), poate fi utilizat un material de fricțiune cu coeficient ridicat.

Liniile electromagnetice ale fluxului trebuie să atragă și să tragă armătura în contact cu acesta pentru a se angaja complet. Cele mai multe cuplaje industriale utilizează ceea ce se numește un flux unic, design de doi poli (A-2). Ambrecțiile mobile ale altor ambreiaje electromagnetice de specialitate pot utiliza un rotor cu flux dublu sau triplu (A-4). Fluxul dublu sau de călătorie se referă la numărul de căi de flux nord-sud (A-6), în rotor și armătură. Aceste sloturi (sloturi de banane) (A-7) creează un spațiu de aer care determină traseul fluxului să ia calea cea mai mică rezistență atunci când fețele sunt activate. Aceasta înseamnă că, dacă armătura este proiectată în mod corespunzător și are sloturi banale similare, se întâmplă o saltare a traseului fluxului, care se îndreaptă spre nord la sud, către nordul sudului (A-6). Având mai multe puncte de contact, cuplul poate fi mărit considerabil. Teoretic, dacă ar exista două seturi de poli cu același diametru, cuplul s-ar dubla într-un ambreiaj. Evident, acest lucru nu este posibil, astfel încât punctele de contact trebuie să aibă un diametru interior mai mic. De asemenea, există pierderi de flux magnetic datorită punților dintre sloturile de banane. Dar, prin utilizarea unui design cu flux dublu, se poate obține o creștere a cuplului de 30% -50%, iar prin utilizarea unui design triplu flux, se poate obține un cuplu de 40% -90%. Acest lucru este important în aplicațiile în care dimensiunile și greutatea sunt importante, cum ar fi cerințele auto.

Cochilia bobinei este realizată din oțel carbon care are o combinație de rezistență bună și proprietăți magnetice bune. Sarma de magnet din cupru (uneori din aluminiu) este utilizată pentru a crea bobina, care este menținută în cochilie fie de o bobină, fie de un tip de epoxid / adeziv.

Pentru a ajuta la creșterea duratei de viață a aplicațiilor, materialul de fricțiune este utilizat între poli. Acest material de fricțiune este în linie cu oțelul de pe bobina sau rotorul, deoarece dacă materialul de fricțiune nu a fost încastrat, nu s-ar putea produce o tracțiune magnetică bună între fețe. Unii oameni se uită la ambreiajele electromagnetice și presupun în mod eronat că, deoarece materialul de fricțiune este în același timp cu oțelul, ambreiajul a fost deja uzat, dar acest lucru nu este cazul. Muștiucurile utilizate în majoritatea aplicațiilor mobile (automobile, agricultură, echipamente de construcții) nu utilizează material de fricțiune. Cerințele ciclului lor tind să fie mai mici decât clutch-urile industriale, iar costul lor este mai sensibil. De asemenea, numeroasele ambreiaje mobile sunt expuse la elementele exterioare, prin urmare, prin faptul că nu au material de fricțiune, se elimină posibilitatea umflării (cuplu redus), care se poate întâmpla când materialul de fricțiune absoarbe umezeala.