Позволяет ли электромагнитный клапан непрерывно работать в течение очень длительного времени?

У меня есть набор электромагнитных реле A4F010-06-BS-DC24V.

Могу ли я использовать их в непрерывном рабочем цикле, как определенные реле, или они предназначены для использования только в течение определенного времени одновременно?

Я беспокоюсь о перегорании соленоидных катушек.

Оригинальный паспорт, кажется, японский.

У меня есть еще один вопрос, который может быть немного не по теме. Я попытался удалить соединительную часть соленоида, которая удерживалась двумя винтами. Все, что я мог видеть кроме двух отверстий для винтов, было маленькими 3 отверстиями. Я думал, что эти электромагнитные клапаны на самом деле имеют некоторые «клапаны», которые открываются в магнитном поле при активации. Я был довольно удивлен, когда заметил, что внутри с соленоидом просто есть 3 отверстия и как он управляет. Когда я попытался подключиться к 24 В постоянного тока, я не увидел никаких видимых движений, кроме щелчка. У вас есть идеи, как это может работать?

Часть с красным кружком показывает крошечные 2 или 3 отверстия, о которых я говорил.

Это похоже на ту же часть, что и на серию электромагнитных клапанов CDK 4F0 / 1/2/3 .

Для катушек, указанных в техническом описании, нет предела рабочего цикла. Было бы очень необычно, если бы их не оценивали постоянно. Обратите внимание, что они работают на соленоиде с пилотным управлением, а не на прямом соленоиде, поэтому они будут иметь довольно низкую мощность - 1,8 Вт согласно паспорту. Вы должны быть в состоянии держать руку на катушке, когда они были включены в течение часа.

Пусковой ток и ток удержания

Обратите внимание, что модели переменного тока имеют более высокий пусковой ток, чем ток удержания. Это связано с тем, что индуктивность катушки увеличивается при втягивании соленоида в катушку. Более высокая индуктивность означает более высокое сопротивление и меньший ток. Поскольку постоянный ток не зависит от индуктивности после начального времени нарастания включения, пусковой ток и ток удержания определяются только сопротивлением катушки.

В результате вышеупомянутые соленоиды (и реле / ​​контакторы) с питанием от переменного тока имеют встроенное преимущество в энергосбережении по сравнению с постоянным током. Тем не менее, очень широкое применение напряжения 24 В в качестве стандартного напряжения питания промышленных систем управления означает, что мы живем с понижением энергопотребления.

Трюк снижения мощности соленоида постоянного тока

Просто потому, что это всплыло в комментариях ...

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Рис. 1. Цепь энергосбережения для реле постоянного тока или соленоида. Полное напряжение сначала подается на катушку через ее собственный нормально замкнутый (NC) контакт, но когда он включается, прямое соединение разрывается, и подача напряжения на резистор падения напряжения вступает в действие.

Пилотная операция

У меня есть еще один вопрос, который может быть немного не по теме. Я попытался удалить соединительную часть соленоида, которая удерживалась двумя винтами. Все, что я мог видеть кроме двух отверстий для винтов, было маленькими 3 отверстиями. Я думал, что эти электромагнитные клапаны на самом деле имеют некоторые «клапаны», которые открываются в магнитном поле при активации. Я был довольно удивлен, когда заметил, что внутри с соленоидом просто есть 3 отверстия и как он управляет. Когда я попытался подключиться к 24 В постоянного тока, я не увидел никаких видимых движений, кроме щелчка. У вас есть идеи, как это может работать?

Рисунок 2. Анимация электромагнитного клапана 5/2. Источник: ZDSPB.com .

объяснение

Рисунок 3. Аннотированный для справки с текстом ниже.

Этот клапан имеет пять портов (1) - (5) и два положения (слева и справа). Отсюда 5/2 клапана.

• Давление подается в (1) и выходит в (2), когда соленоид выключен, и (3), когда включено.
• (4) и (5) - выпускные отверстия. Наличие двух делает конструкцию катушки (11) очень простой.
• (6) это соленоид. Это перемещает привод (7). Обратите внимание, что он небольшой и требует малой мощности для его перемещения по сравнению с соленоидом прямого действия, который будет непосредственно перемещать катушку (11) и должен преодолевать сопротивление уплотнения и т. Д.
• Когда пилот отключен от сети, воздух из (1) через (8) подается в (10) для перемещения катушки вправо - нормальное положение. Выход (3) будет под напряжением, а выход (2) вентилируется в (5).
• Когда на соленоид подается питание, управляющий исполнительный механизм (7) перемещается вправо, чтобы отключить воздух к (10) и выпустить воздух с левой стороны золотника (11) в точке (13) в выпускной канал (4). После этого сетевое давление в (12) перемещает золотник (11) влево, порт (2) запитывается, а порт (3) истощается в (4).
• Обратите внимание, что хотя давление воздуха подается на оба конца катушки, но площадь поверхности в (10) больше, чем в (12), поэтому катушка движется вправо.

Все это ответит на ваш вопрос: разделение между основным блоком и пилотной секцией в вашем клапане может немного отличаться от анимации. Скорее всего, три отверстия:

• Подача питающего воздуха пилоту (8).
• Сам пилот, чтобы толкать катушку (10).
• Пилот выхлопа (13).

Обратите внимание, что есть много оригинальных вариаций этих клапанов. Некоторые могут просто использовать пружину в (12) и не иметь вспомогательной воздушной помощи. В некоторых случаях соленоид перемещает крошечную мягкую резиновую мембрану, чтобы впустить воздух (10).

Рисунок 4. Нижняя сторона пилотного клапана.

(1) и (2) будет подачей давления управляющего клапана и приводом к золотнику. Откуда нам знать? Поскольку (3) не имеет прокладки уплотнения, и единственное место, где утечки не имеют значения, находится на выхлопе, поэтому (3) должно быть выпускное отверстие (13) на рисунке 3.

Это действительно зависит от модели.

Некоторые могут иметь ток активации и ток удержания. Последний тип должен быть первоначально активирован с большей энергией, чтобы выполнить «движение», а затем удерживаться там с меньшей силой. Эта информация будет в спецификации. Однако я был бы удивлен, если бы этот соленоид нуждался в такой обработке. Подобные вещи обычно управляются простыми механическими переключателями и реле.

Если у вас нет читаемого листа, но есть сам блок, вы можете проверить его с полной загрузкой и посмотреть, не нагреется ли он.

Кстати, общая проблема, связанная с устройствами удерживающего тока, заключается в том, что прерывание питания может привести к отключению устройства, и, хотя драйвер все еще активирован в режиме слабого тока, устройство не вернется в активированное положение. В зависимости от вашего приложения, это может быть или не быть проблемой.

Большинство из них будут рассчитаны на непрерывную работу, некоторые могут быть оценены только для прерывистой работы. Это скажет вам на листе данных.

Ограничивающим фактором будет повышение температуры катушек, а не корпуса клапана. Вы можете легко оценить температуру теплообменника, измерив сопротивление теплообменника в холодном состоянии, а затем снова в горячем состоянии. Темп медь составляет около 0,4% / C, или 10% для повышения 25C. Я был бы счастлив запустить катушки до 50C или очень измеримые 20% сопротивления катушки.

Как и реле, я ожидаю, что соленоидный клапан сможет удерживаться на уровне ниже его тока срабатывания. Если вы обнаружите, что при непрерывном использовании он становится слишком горячим, вы можете поэкспериментировать, чтобы узнать, какой более низкий ток будет удерживать его, и запустить его чуть выше этого уровня, а не при 24 В постоянно.

Многие соленоиды будут способны выдерживать некоторый уровень тока мгновенно и более низкий уровень тока непрерывно. Кроме того, в большинстве применений величина тока, который должен быть подан на удлиненный соленоид, чтобы привести его в положение, будет больше, чем величина, которая должна быть подана на втянутый, чтобы удерживать его.

Собрав воедино эти два фактора, способ получить максимальную производительность от соленоида обычно состоит в том, чтобы сначала запустить его с высоким током, а затем переключиться на более низкий ток (либо путем снижения напряжения, либо путем быстрого включения и выключения источника напряжения). достаточно, чтобы ток соленоида не слишком сильно повышался и понижался).

Сборки, в которых для некоторых целей используются соленоиды (например, открывают клапан), обычно требуют только определенного усилия и могут использовать соленоиды, которые могут поддерживать соответствующий уровень тока в течение неопределенного времени. Если энергоэффективность является проблемой, может быть целесообразно приводить в действие такие сборки с высоким начальным током, но уменьшать ток, как только они втянуты. Сборки, где это целесообразно, часто определяют ток удержания в дополнение к току активации. Одно небольшое предостережение заключается в том, что некоторые сборки включают в себя активную катушку с большим током и удерживающую катушку с более низким током и автоматически переключаются между ними с помощью датчика положения. Такие сборки, как правило, должны приводиться в действие с постоянным немодулированным напряжением.

При управлении соленоидами я обычно использую схемы «нажми и держи». Это связано с тем, что большинство производителей будут указывать, что их катушки будут горячими на их поверхностях, то есть вблизи кипения / горячего на ощупь. Это негативно повлияет на большую часть медицинского оборудования, над которым я работаю, а также на качественные расходные материалы ACDC, которые не страдают от отсева. Supercat и Trevor оба упомянули об этом, и это серьезная проблема. Однако, если вы проектируете печатную плату и хотите отключить такую ​​схему, проверьте DRV103 от TI:

https://www.digikey.com/product-detail/en/texas-instruments/DRV103H/DRV103H-ND/390444

Вы можете отрегулировать длительность «удара» с помощью пассива, рабочий цикл «удержания» с помощью другого пассива, а также получить сигнал об обрыве цепи и перегрузке через контакт ошибки. Не идеально для каждой реализации, но если вам нужна обратная связь о нагрузке с уровня ПК и сниженная температура работы соленоида, это отличный способ получить его.