28.10.2024

Катушки соленоида: Соленоиды. Виды и устройство. Работа и особенности

Содержание

Соленоиды. Виды и устройство. Работа и особенности

Цилиндрическая обмотка, которая имеет длину, значительно больше ее диаметра, называется соленоидом. В переводе с английского, это слово обозначает – подобный трубе, то есть, это катушка, похожая на трубу.

Виды соленоидов

По назначению соленоиды разделяют на два класса:

  1. Стационарные. То есть, для магнитных полей стационарного вида, которые долго держатся при некоторых значениях.
  2. Импульсные. Для создания импульсных магнитных полей. Они могут существовать только в краткий период времени, не больше 1 с.

Стационарные способны создать поля не более 2,5х105 Э. Соленоиды импульсного типа могут создать поля 5х106 Э. Если при создании поля соленоиды не подвергаются деформации и не слишком греются, то магнитное поле прямо зависит от проходящего тока: Н = k*I, где k – постоянная величина соленоида, поддающаяся расчету.

Стационарные делятся:
  • Резистивные.
  • Сверхпроводящие.

Резистивные соленоиды производят из материалов, обладающих электрическим сопротивлением. В связи с этим вся подходящая к ним энергия переходит в теплоту. Чтобы избежать теплового разрушения устройства, необходимо отвести лишнее тепло. Для этих целей применяют криогенное или водяное охлаждение. Для этого требуется вспомогательная энергия, сравнимая с требуемой энергией для питания соленоида.

Сверхпроводящие соленоиды производят из сплавов, обладающих свойствами сверхпроводимости. Их электрическое сопротивление равно нулю при различных температурах во время эксперимента. При функционировании сверхпроводящего соленоида теплота выделяется только в подходящих проводниках и источнике напряжения. Источник питания в этом случае можно исключить, так как соленоид функционирует в короткозамкнутом режиме. При этом поле может существовать без расхода энергии бесконечно долго при условии сохранения сверхпроводимости.

Устройства для создания мощных магнитных полей включают в себя три главные части:
  1. Соленоид.
  2. Источник тока.
  3. Система охлаждения.

При проектировании соленоида берут во внимание величины внутреннего канала и мощности источника питания.

Создание устройства с резистивным соленоидом для образования стационарных полей является глобальной научно-технической задачей. В мире, в том числе и в нашей стране, существует всего несколько лабораторий с подобными устройствами. Применяются соленоиды различных конструкций, эксплуатация которых осуществляется около тепловой границы.

Для обслуживания таких устройств необходим персонал, состоящий из работников высокой квалификации, работа которых дорого ценится. Большая часть финансов расходуется на оплату электрической энергии. Эксплуатация и обслуживание таких мощных соленоидов со временем окупается, так как ученые и исследователи различных областей науки, из разных стран могут получать важнейшие результаты для развития науки.

Наиболее сложные и важные задачи можно решить путем применения сверхпроводящих соленоидов. Этот способ более эффективный, экономичный и простой. Для примера можно назвать создание мощных стационарных полей сверхпроводящими соленоидами. Наиболее оригинальное свойство сверхпроводимости – это отсутствие электрического сопротивления у некоторых сплавов и металлов при температуре ниже критического значения.

Явление сверхпроводимости позволяет производить соленоид, не имеющий диссипации энергии при прохождении электрического тока. Однако, образованное поле имеет ограничение в том, что при достижении некоторого значения критического поля свойство сверхпроводимости разрушается, и электрическое сопротивление возобновляется.

Критическое поле повышается при снижении температуры от 0 до наибольшего значения. Еще в 50-х годах прошлого века открыты сплавы, у которых критическая температура находится в интервале от 10 до 20 К. При этом они имеют свойства очень мощных критических полей.

Технология создания таких сплавов и производство из них материалов для катушек соленоидов очень трудоемка и сложна. Поэтому такие устройства имеют высокую стоимость. Однако их эксплуатация недорогая и простая в обслуживании. Для этого необходим только источник питания низкого напряжения небольшой мощности и жидкий гелий. Мощность источника понадобится не выше 1 киловатта. Устройство таких соленоидов состоит из катушки, выполненной из меди и сверхпроводника многожильным проводом, лентой или шиной.

Существует возможность снижения энергетических затрат на создание еще более мощных полей. Эта возможность реализуется в нескольких ведущих странах, в том числе и в России. Такой способ основан на применении комбинации из водоохлаждаемого и сверхпроводящего соленоидов. Его еще называют гибридным соленоидом. В этом устройстве интегрируются наибольшие достижимые поля обоих типов соленоидов.

Водоохлаждаемый соленоид должен находиться внутри сверхпроводящего. Создание гибридного соленоида является объемной и сложной научно-технической проблемой. Для ее решения требуется работа нескольких коллективов научных учреждений. Подобное гибридное устройство эксплуатируется в нашей стране в Академии наук. Там соленоид со сверхпроводящими свойствами имеет массу 1,5 тонны. Обмотка выполнена из специальных сплавов ниобия с цинком и титаном. Обмотка водоохлаждаемого соленоида выполнена медной шиной.

Устройство и принцип действия

Соленоидом также можно назвать катушку индуктивности, которая намотана проводом на каркас в виде цилиндра. Такие катушки могут быть намотаны как одним, так и несколькими слоями. Так как длина обмотки намного больше диаметра, то при подключении постоянного напряжения на эту обмотку, внутри катушки образуется магнитное поле.

Часто соленоидами называют электромеханические устройства, содержащие катушку, внутри которой имеется ферромагнитный сердечник. Такие устройства выполнены в виде втягивающих реле автомобильного стартера, различных электроклапанов. Втягивающим элементом такого своеобразного электромагнита является сердечник из ферромагнитного материала.

Если в устройстве соленоида нет сердечника, то при подключении постоянного тока вдоль обмотки образуется магнитное поле. Индукция этого поля равна:

Где, N – количество витков в обмотке, l – длина катушки, I – ток, протекающий по соленоиду, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

На концах соленоида величина магнитной индукции в два раза ниже, по сравнению с внутренней частью, так как две части соленоида совместно образуют двойное магнитное поле. Это применимо к длинному или бесконечному соленоиду, в сравнении с диаметром каркаса обмотки.

По краям соленоида магнитная индукция равна:

Так как соленоиды являются катушками индуктивности, следовательно, соленоид может запасать энергию в магнитном поле. Эта энергия равна работе, совершаемой источником, для образования тока в обмотке.

Этот ток образует в соленоиде магнитное поле:

Если ток в катушке изменяется, то возникает ЭДС самоиндукции. В этом случае напряжение на соленоиде определяется:

Индуктивность соленоида определяется:

Где, V – объем катушки соленоида, z – длина проводника катушки, n – количество витков, l – длина катушки, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

При подключении к проводникам соленоида переменного напряжения, магнитное поле будет создаваться тоже переменным. Соленоид имеет сопротивление переменному току в виде комплекса двух составляющих: активной и реактивной. Они зависят от индуктивности и электрического сопротивления проводника катушки.

Похожие темы:

Электромагнитные катушки (соленоиды) Hydac

Электромагнитная катушка (соленоид) Hydac

Заголовок для списков

Электромагнитные катушки (соленоиды)

Лента заказов

За прошедшую неделю наши клиенты успели заказать или купить электромагнитные катушки Hydac в количестве 13 шт.

НаименованиеМодельАртикулГород
Катушка Hydac 3000249 24 VDC 15943524 VDC 1594353000249Уфа
Катушка Hydac 30364013036401Москва
Катушка Hydac 3002594 COIL 230AG-40-1836COIL 230AG-40-18363002594Москва
Катушка Hydac 915142 COIL 24DG-50-1836COIL 24DG-50-1836915142Белгород

Катушка Hydac 3000249 24 VDC 30 оМ

3000249 24 VDC 30 оММосква

Катушка Hydac 3614878 26 VDC 25,4 оМ

3614878 26 VDC 25,4 оММосква

Катушка Hydac COIL 24DG -40-1836

COIL 24DG -40-1836Санкт-Петербург

Катушка Hydac 3000489

3000489Санкт-Петербург

Соленоид Hydac 915142 24vdc

915142 24vdcВолгоград

Катушка Hydac 3002594

3002594Москва

Катушка Hydac магнитная 24DG-40-1836_(3000249)

магнитная 24DG-40-1836_(3000249)Москва

Соленоид Hydac 3074757 WSEZR12120-05X/G024-XX

3074757 WSEZR12120-05X/G024-XXСанкт-Петербург

Катушка Hydac 3030064 50/09 24 VDC 30Ω

3030064 50/09 24 VDC 30ΩРостов-на-Дону

* условия поставки и цены на электромагнитные катушки Hydac уточняйте у наших менеджеров.

Соленоид. Электромагниты. Все о магнитах :: Класс!ная физика

СОЛЕНОИД

ЭЛЕКТРОМАГНИТ

Соленоид – это катушка индуктивности в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. Электрический ток в обмотке создает в окружающем пространстве магнитное поле соленоида.

Соленоид становится магнитом.
Железные опилки притягиваются к концам катушки при прохождении
через нее электрического тока и отпадают при отключении тока.

Сила магнитного поля катушки с током зависит от числа витков катушки,
от силы тока в цепи и от наличия сердечника в катушке.
Чем большее число витков в катушке и чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле. Железный сердечник, введенный внутрь катушки с током усиливает магнитное поле катушки

Если подвесить соленоид на нити, то он повернется и сориентируется в магнитном поле Земли
подобно свободно вращающейся магнитной стрелке.

Конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, становится северным полюсом, а другой конец, в который магнитные линии входят, — южным полюсом магнита-соленоида.
___

Графически изображение магнитного поля соленоида похоже на магнитное поле полосового магнита.

Магнитные линии магнитного поля катушки с током замкнутые кривые
и направлены снаружи катушки от северного полюса к южному полюсу.
___

Внутри соленоида, длина которого значительно больше диаметра, магнитные линии магнитного поля параллельны и направлены вдоль соленоида.

Устали? — Отдыхаем!

Как правильно намотать катушки на соленоид?

Мне нужно намотать маленький электромагнит «соленоид?». Около 3 см в высоту и 2 ~ 5 см в ширину при 5 В / 0,5 А. Этот магнит будет помещен в настольный колокольчик, чтобы он потянул колотушку и позвонил в колокольчик. Я нашел готовые соленоиды, которые выталкивают, но не тянут.

Поэтому я пытаюсь сделать свой собственный магнит и намотал несколько разных типов шурупов, гвоздей и болтов с различными типами проволоки. И теперь я заметил проблему с точностью 🙂 Я могу намотать массивную катушку, и она будет работать, но как мне намотать маленькую, но мощную катушку?

Я не могу найти объяснения непрофессионала о том, какой диаметр сердечника использовать кабель и сколько обмоток. В общем, чем больше обмоток, тем сильнее поле, общее для всех статей, которые я читаю.

Я нашел статью, в которой кто-то говорит, что обмотки должны быть намотаны в одном направлении (слой по часовой стрелке, слой по часовой стрелке и т. Д.), Чтобы создать действительно более сильный соленоид, но все статьи говорят, что просто наматывайте их назад и вперед (магнит?)

Может ли кто-нибудь вообще подсказать, какой тип сердечника и диаметр сердечника были бы лучшими и если намотка катушек в одном направлении действительно поможет. Также есть какая-то разница в том, как концы направлены или обе стороны излучают одно и то же поле?

На данный момент у меня есть печатная плата с 3 1000 мкФ крышками параллельно катушке, которая запускается транзистором. Я буду использовать aTiny, который запускает транзистор, может быть, на 0,2 секунды, и мне нужен толчок магнитной силы, чтобы потянуть защелку и мгновенно отпустить.

смоделировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab

-РЕДАКТИРОВАТЬ

Это проект, над которым кто-то работал, используя USB-питание и наматывая собственную катушку. Он использует дарлингтонский транзистор? Это как-то влияет на катушку? У меня только нормальный транзистор. Зазор должен быть около 1,5 ~ 2 см, чтобы колотушка могла ударить по колоколу. У меня такой же звонок. Он считает, что использовал 2 м кабеля для намотки катушки … Я использовал 3,5 метра и намотал его намного аккуратнее, чем его …

  • BDX53B Дарлингтонский транзистор
  • 1 х 2200 мкФ 10 В

YouTube

-EDIT2

Я закончил тем, что использовал соленоид 5v. Снял 2 конденсатора и использовал толкающий конец соленоида, чтобы вышибить заглушку. И ДИНГ! Отлично работает. Я понятия не имею, как этот парень заставил этот электромагнит сломать хлопушку ?!

Принцип работы соленоида

Линейный электромагнитный соленоид: принцип работы и типы

В данной статье мы подробно поговорим про линейный соленоид, опишем принцип его работы, разберем конструкции линейного и вращательного соленоида, а так же вы узнаете как снизить энергопотребление соленоида.

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение.

Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку.

Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид .

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода. Эта катушка проволоки становится « электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита.

Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

Магнитное поле, создаваемое катушкой

Когда электрический ток проходит через обмотки катушек, он ведет себя как электромагнит, и плунжер, который находится внутри катушки, притягивается к центру катушки с помощью магнитного потока внутри корпуса катушек, который, в свою очередь, сжимает небольшая пружина прикреплена к одному концу плунжера. Сила и скорость движения плунжеров определяются силой магнитного потока, генерируемого внутри катушки.

Когда ток питания выключен (обесточен), электромагнитное поле, созданное ранее катушкой, разрушается, и энергия, накопленная в сжатой пружине, заставляет поршень вернуться в исходное положение покоя. Это движение плунжера вперед и назад известно как «ход» соленоидов, другими словами, максимальное расстояние, на которое плунжер может проходить в направлении «вход» или «выход», например, 0–30 мм.

Такой тип соленоида обычно называется линейным соленоидом из-за линейного направленного движения и действия плунжера. Линейные соленоиды доступны в двух основных конфигурациях, которые называются «тягового типа», так как он тянет подключенную нагрузку к себе, когда они находятся под напряжением, и «толкающего типа», которые действуют в противоположном направлении, отталкивая его от себя при подаче питания. Как притягивающие, так и толкающие типы обычно имеют одинаковую конструкцию, с разницей в расположении возвратной пружины и конструкции плунжера.

Конструкция линейного соленоида вытяжного типа

Линейные соленоиды полезны во многих устройствах, которые требуют движения открытого или закрытого типа (например, внутри или снаружи), таких как дверные замки с электронным управлением, пневматические или гидравлические регулирующие клапаны, робототехника, управление автомобильным двигателем, ирригационные клапаны для полива сада и даже для дверного звонка. Они доступны как открытая рама, закрытая рама или герметичные трубчатые типы.

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях).

Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ° до +45 ° или от 0 ° до -45 °, а также фиксация в 2 положениях.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Электромагнитное переключение

Обычно соленоиды, линейные или вращающиеся, работают с приложением постоянного напряжения, но их также можно использовать с синусоидальными напряжениями переменного тока, используя двухполупериодные мостовые выпрямители для выпрямления питания, которые затем можно использовать для переключения соленоида постоянного тока. Малые соленоиды типа DC могут легко управляться с помощью транзисторных или полевых МОП-транзисторов и идеально подходят для использования в роботизированных устройствах.

Однако, как мы видели ранее с электромеханическими реле, линейные соленоиды являются «индуктивными» устройствами, поэтому требуется некоторая электрическая защита через катушку соленоида для предотвращения повреждения полупроводникового переключающего устройства высокими обратными ЭДС. В этом случае используется стандартный «Диод маховика», но вы также можете использовать стабилитрон или варистор малого значения.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода.

Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее.

Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении. Одним из способов достижения этого является последовательное подключение подходящего «удерживающего» резистора с катушкой соленоида, например:

Здесь контакты переключателя замыкаются, замыкая сопротивление и передавая полный ток питания непосредственно на обмотки электромагнитных катушек. После подачи питания контакты, которые могут быть механически связаны с плунжером электромагнитного действия, размыкаются, соединяя удерживающий резистор R H последовательно с катушкой соленоида. Это эффективно соединяет резистор последовательно с катушкой.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I 2 R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Рабочий цикл соленоида

Другим более практичным способом уменьшения тепла, выделяемого катушкой соленоидов, является использование «прерывистого рабочего цикла». Прерывистый рабочий цикл означает, что катушка многократно переключается «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на подходящей частоте, чтобы активировать механизм плунжера, но не дать ему обесточиться во время периода ВЫКЛ. Прерывистое переключение рабочего цикла является очень эффективным способом уменьшения общей мощности, потребляемой катушкой.

Рабочий цикл (% ED) соленоида — это часть времени «ВКЛ», когда на электромагнит подается напряжение, и это отношение времени «ВКЛ» к общему времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для одного полного цикла операций. Другими словами, время цикла равно времени включения плюс время выключения. Рабочий цикл выражается в процентах, например:

Затем, если соленоид включен или включен на 30 секунд, а затем выключен на 90 секунд перед повторным включением, один полный цикл, общее время цикла включения / выключения составит 120 секунд, (30 + 90) поэтому рабочий цикл соленоидов будет рассчитываться как 30/120 сек или 25%. Это означает, что вы можете определить максимальное время включения соленоидов, если вам известны значения рабочего цикла и времени выключения.

Например, время выключения равно 15 секундам, рабочий цикл равен 40%, поэтому время включения равно 10 секундам. Соленоид с номинальным рабочим циклом 100% означает, что он имеет постоянное номинальное напряжение и поэтому может быть оставлен включенным или постоянно включен без перегрева или повреждения.

В этом уроке о соленоидах мы рассматривали как линейный соленоид, так и вращающийся соленоид как электромеханический привод, который можно использовать в качестве выходного устройства для управления физическим процессом. В следующем уроке мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых исполнительными механизмами, и устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в соответствующее вращательное движение, используя электромагнетизм. Тип устройства вывода, которое мы рассмотрим в следующем уроке — это двигатель постоянного тока.

Лучшие решения для управления соленоидом

Соленоиды используются во многих устройствах для обеспечения линейного или вращательного приведения в действие  механических систем.Хотя управление соленоидом может быть таким же простым, как включение и выключение нагрузки (например, выключатель), часто более высокая производительность может быть получена с помощью специализированной интегральной микросхемы (ИС) для его управления.

В этой статье мы рассмотрим, как система управления электропривода влияет на электромеханические характеристики соленоидов. Будет сравниваться две различные схемы: простой коммутатор и драйвер регулирования тока. Также будут рассмотрены технологии энергосбережения, которые ограничивают рассеивание мощности в соленоиде.

Принцип работы соленоида

Самая примитивная конструкция соленоида представляет собой катушку, создающую магнитное поле. Устройства, которые мы называем соленоидами, состоят из катушки и движущегося сердечника из железа или другого материала. При подаче тока в катушку сердечник втягивается и приводит в движение механический объект, соединенный с сердечником. Простой соленоид показан ниже:

Для приведения в движение сердечника на катушку подается напряжение. Поскольку индуктивное сопротивление катушки довольно велико для ускорения процессов срабатывания на катушку подают повышенное напряжение. Втягивающая сила сердечника пропорциональна току.

Для удержания механического устройства в активной зоне необходим гораздо меньший ток. Если ток в катушке после доведения механического устройства до конечной точки не уменьшить, то это вызовет значительно больший нагрев соленоида.

Для решения этой проблемы можно использовать  драйвер постоянного тока. Ток можно контролировать по времени для обеспечения минимальных тепловых потерь при максимально необходимом удерживающем моменте.

Испытательная установка

Чтобы сравнить электромеханические характеристики различных схем привода соленоида, была создана простая тестовая установка с использованием сервоусилителя, подключенного к соленоиду с изгибом для измерения движения соленоида. Движение, наряду с напряжением и током, было зафиксировано с помощью осциллографа. Для управления соленоидом использовалась MPS MPQ6610 IC.

Простые драйверы для соленоидов

Самый простой способ управлять соленоидом — включить и выключить ток. Это часто делается с помощью переключателя MOSFET с низкой стороны и токового защитного диода (рисунок ниже). В этой схеме ток ограничен только напряжением питания и постоянным сопротивлением соленоида.

Электромеханические характеристики простого привода соленоида ограничены. Поскольку полное напряжение и ток применяются в течение 100% времени, ток втягивания ограничивается постоянной мощностью рассеяния соленоида. Большая индуктивность катушки ограничивает скорость нарастания тока при включении соленоида.

В тесте измерялось движение, напряжение и ток соленоида включаемого с помощью простого переключателя (рисунок ниже). В этом случае время включения соленоида (15 Ом, рассчитанного на 12 В) занимало 30 мс, чтобы приводить в действие механический привод и рассеивать мощность 10 Вт.

Если вы задаетесь вопросом о «впадине» в текущей форме волны, то это уменьшение тока связано с обратной ЭДС, создаваемой движущимся сердечником соленоида. Обратная ЭДС увеличивается по мере того, как сердечник разгоняется до тех пор, пока соленоид не втянется и не остановится.

Высокопроизводительный драйвер соленоида

В большинстве применений полный ток необходим только для втягивания соленоида. После завершения движения уровень тока в соленоиде может быть снижен, что приводит к экономии энергии и значительно меньшему количеству тепла, выделяемого в катушке. Это также позволяет использовать более высокое напряжение питания, что обеспечивает форсировку тока втягивания, чтобы сделать процесс втягивания сердечника соленоида более быстрым и обеспечить большую силу втягивания.

Мощный полумост MPS MPQ6610 вместе с несколькими внешними компонентами может выполнить эту задачу (рисунок ниже). MPQ6610 рассчитан на 60 В и 3 А и доступен в небольших пакетах TSOT и SOIC.

Результирующие сигналы возбуждения показаны на рисунке ниже. Желтая линия — это сигнал OUT, управляющий соленоидом, а зеленый — ток соленоида. Первоначально полное напряжение питания 24 В (в этом случае приводится в движение соленоид). После задержки ток уменьшается путем широтно-импульсной модуляции выхода. Время втягивания сокращается до 16 мс, а рассеиваемая мощность удержания значительно ниже (около 600 мВт вместо 10 Вт).

Эта схема работает следующим образом:

Первоначально входной сигнал низкий. Это разряжает C1-D1 и удерживает контакт ISET с низким значением Q1.

Входной сигнал нарастает, что позволяет MPQ6610  «нарастить» выходной сигнал до высокого уровня, применяя полное напряжение питания к соленоиду. C1 начинает заряжаться через R1. Ток поступает из штыря ISET, пропорционального току, протекающему в соленоиде. С зарядом C1 напряжение на штыре ISET может увеличиться.

Предполагая, что в соленоиде имеется достаточный ток, напряжение на шине ISET продолжает расти, пока не достигнет своего порога регулирования тока (1,5 В). На этом этапе MPQ6610 начинает регулировать ток соленоида. Регулируемый ток удержания устанавливается значением R2.

Время задержки (когда соленоид приводится в 100% рабочий цикл) устанавливается значениями R1 и C1. Для стандартного логического уровня 3,3 В время составляет приблизительно 0,33 × RC. Для примера выше, с R1 = 100 кОм и C1 = 2,2 мкФ, 0,33 × RC = 75 мс.

Выводы

Представленные в этой статье измерения показывают, что улучшенная производительность и значительно более низкое потребление энергии могут быть достигнуты с использованием управляющего током драйвера для управления соленоидами. Небольшие драйверы на интегральных микросхемах, такие как MPS MPQ6610, могут обеспечить это преимущество производительности по низкой цене и занимать очень небольшую площадь на печатной плате.

И кому интересно как работает соленоид:

Устройство и принцип работы соленоидов АКПП

АКПП любой формации представляет собой достаточно сложный механизм, просто изобилующий разного рода деталями. Одни из них являются лишь вспомогательными в работе устройства, а другие – настоящей основой. Именно к категории последних относятся соленоиды, отвечающие за переключение передач и управление режимами коробки. Более подробно о принципах функционирования и общей концепции данных элементов АКПП поговорим сегодня. Интересно? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй.

Соленоид АКПП – это специальное устройство, которое отвечает за движение масла внутри гидроблочного механизма. Управляется оно электронным блоком управления АКПП и, по сути, представляет собой обычный электромеханический клапан. Именно соленоиды стали наиболее распространёнными «управленцами» переключения передач и режимов работы в современных автоматических коробках передач. Если в роботизированных и вариаторных КПП заменить данные узлы чем-то возможно, то вот в гидравлических АКПП они стали основой управления, поэтому вряд ли будут вытеснены в течение ближайших десятилетий.

Стоит отметить, что соленоид в коробке переключения передач далеко не один – их множество, которые зачастую объединены в целые блоки. Ранее функции контроля движения масла по каналам АКПП возлагались на механические клапанные механизмы, однако развитие автомобильной электроники спровоцировало замену таких устройств на более удобные соленоиды. Если быть точнее, то первый соленоид был установлен в конструкцию автомата лишь в середине 80-х годов в США, после чего получил широкое распространение в этой сфере применения.

Повторимся, любой соленоид – это электромеханическое устройство, которое, честно говоря, очень простое по своей конструкции. Основная функция данного механизма заключается в перекрытии подачи масла по тому или иному каналу АКПП посредством его запирания специальным стержнем. Последний, к слову, выполнен из металла и попросту скользит в проводящей ток спирали (электричество в ней течёт постоянно, пока заведён мотор автомобиля). Нарастание тока движет стержень к концу спирали, то есть запирает канал подачи масла, снижение – к его началу, соответственно, усиливая подачу смазки. Движение стержня любого соленоида организовано при помощи специальных механизмов – запирающих и возвратных пружин.

Все соленоиды АКПП собраны в её элементе под названием «гидроблок» (в народе – блок соленоидов). Гидроблок, к слову, представляет собой плиту, разделённую на многочисленные каналы и имеющую в конструкции множество датчиков, клапанов. Такая организация позволяет автомату осуществлять возложенные на него обязанности, которые заключаются в автоматическом переключении передач. Соленоиды в этой системе играют немаловажную роль и находятся под управлением ЭБУ, направляющем им сигналы по открытию или закрытию конкретного канала гидроблока.

Виды соленоидов

Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:

  • Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
  • Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
  • Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.

Это интересно:  Технические характеристики G15MF 1,5 л/75 л. с.

С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.

Типы соленоидов в современных коробках

Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:

  • Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
  • Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
  • Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
  • Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
  • Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
  • Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.

Важно понимать, что для каждой пары сцепления (передачи) имеется не один соленоид, а сразу несколько из отмеченных выше. Стабильная и беспроблемная работа АКПП возможна лишь при нормальной работе всех клапанов гидроблока, поэтому относиться к ним нужно с должным уровнем ответственности.

О неисправностях соленоидов АКПП и их ремонте

Неисправный соленоид – это одна из главных причин некорректной работы и перехода АКПП в аварийный режим. Несмотря на высокую надёжность современных клапанов гидроблока, по своей сущности эти устройства являются расходниками, поэтому требуют периодической замены. Если ситуация не слишком запущена, проблему может решить обычная замена масла в АКПП. Поменять соленоид вполне можно собственноручно, однако прежде всего важно диагностировать его неисправность.

Это интересно:  Технические характеристики 4G69 2,4 л/165 л. с.

Для проверки любого клапана гидроблочной плиты придётся осуществлять его «прозвонку». Необходимо это по одной простой причине: неисправный соленоид теряет нормальное для себя сопротивление, если быть точнее, оно повышается. Как проверить соленоид? Очень просто, процедура диагностики клапанов не представляет собой ничего сложного и заключается в исполнении следующих операций:

  1. Снимите гидроблок с коробки, который зачастую располагается на днище узла, реже – сбоку;
  2. Отсоедините контакты каждого соленоида от соответствующих разъёмов блока управления;
  3. Прозвоните каждый клапан. Норма сопротивления на его конках определяется для каждого типа в индивидуальном порядке. Так, например, для соленоидов EV-1 норма сопротивления находится в пределах 65-66 Ом (при 20 градусах по Цельсию). Для других клапанов нормальные показатели, соответственно, свои.

Примечание! На современных коробках имеются функции самодиагностики, поэтому для определения того, какой именно соленоид неисправен, достаточно подключиться к бортовому компьютеру автомобиля. Если подобная мера не возможна, то придётся проводить диагностику традиционным «прозвоном» своими руками, после чего уже ремонтировать нужный элемент узла.

Допустим, неисправный клапан выявлен – что требуется дальше? Естественно, ремонт соленоида или их группы. К сожалению, разобрать клапан, промыть его и собрать обратно не выйдет, придётся полностью менять элемент гидроблока. Стоимость его не особо высока, поэтому бояться процедуры ремонта не стоит. Зачастую замена соленоидов в АКПП проводится так:

  1. Гидроблок снимается с коробки;
  2. От клапана отсоединяются все разъёмы;
  3. Откручивают крепления соленоида, и он снимается с гидроблока;
  4. После этого на место старого клапана устанавливается новый, к нему присоединяются все разъёмы;
  5. Затем гидроблок устанавливается обратно на КПП. Ремонт окончен.

Как видите, особых сложностей в устройстве соленоидов автомата и их ремонте нет. Разобраться и с тем, и с другим вполне поможет представленный сегодня материал. Надеемся, он был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в ремонте авто!

Соленоиды. Виды и устройство. Работа и особенности

Цилиндрическая обмотка, которая имеет длину, значительно больше ее диаметра, называется соленоидом. В переводе с английского, это слово обозначает – подобный трубе, то есть, это катушка, похожая на трубу.

Устройство и принцип действия

Соленоидом также можно назвать катушку индуктивности, которая намотана проводом на каркас в виде цилиндра. Такие катушки могут быть намотаны как одним, так и несколькими слоями. Так как длина обмотки намного больше диаметра, то при подключении постоянного напряжения на эту обмотку, внутри катушки образуется магнитное поле.

Часто соленоидами называют электромеханические устройства, содержащие катушку, внутри которой имеется ферромагнитный сердечник. Такие устройства выполнены в виде втягивающих реле автомобильного стартера, различных электроклапанов. Втягивающим элементом такого своеобразного электромагнита является сердечник из ферромагнитного материала.

Если в устройстве соленоида нет сердечника, то при подключении постоянного тока вдоль обмотки образуется магнитное поле. Индукция этого поля равна:

Где, N – количество витков в обмотке, l – длина катушки, I – ток, протекающий по соленоиду, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

На концах соленоида величина магнитной индукции в два раза ниже, по сравнению с внутренней частью, так как две части соленоида совместно образуют двойное магнитное поле. Это применимо к длинному или бесконечному соленоиду, в сравнении с диаметром каркаса обмотки.

По краям соленоида магнитная индукция равна:

Так как соленоиды являются катушками индуктивности, следовательно, соленоид может запасать энергию в магнитном поле. Эта энергия равна работе, совершаемой источником, для образования тока в обмотке.

Этот ток образует в соленоиде магнитное поле:
Если ток в катушке изменяется, то возникает ЭДС самоиндукции. В этом случае напряжение на соленоиде определяется:
Индуктивность соленоида определяется:

Где, V – объем катушки соленоида, z – длина проводника катушки, n – количество витков, l – длина катушки, μ0 — вакуумная магнитная проницаемость.

При подключении к проводникам соленоида переменного напряжения, магнитное поле будет создаваться тоже переменным. Соленоид имеет сопротивление переменному току в виде комплекса двух составляющих: активной и реактивной. Они зависят от индуктивности и электрического сопротивления проводника катушки.

Виды соленоидов

По назначению соленоиды разделяют на два класса:
  1. Стационарные. То есть, для магнитных полей стационарного вида, которые долго держатся при некоторых значениях.
  2. Импульсные. Для создания импульсных магнитных полей. Они могут существовать только в краткий период времени, не больше 1 с.

Стационарные способны создать поля не более 2,5х105 Э. Соленоиды импульсного типа могут создать поля 5х106 Э. Если при создании поля соленоиды не подвергаются деформации и не слишком греются, то магнитное поле прямо зависит от проходящего тока: Н = k*I, где k – постоянная величина соленоида, поддающаяся расчету.

Стационарные делятся:
  • Резистивные.
  • Сверхпроводящие.

Резистивные соленоиды производят из материалов, обладающих электрическим сопротивлением. В связи с этим вся подходящая к ним энергия переходит в теплоту. Чтобы избежать теплового разрушения устройства, необходимо отвести лишнее тепло. Для этих целей применяют криогенное или водяное охлаждение. Для этого требуется вспомогательная энергия, сравнимая с требуемой энергией для питания соленоида.

Сверхпроводящие соленоиды производят из сплавов, обладающих свойствами сверхпроводимости. Их электрическое сопротивление равно нулю при различных температурах во время эксперимента. При функционировании сверхпроводящего соленоида теплота выделяется только в подходящих проводниках и источнике напряжения. Источник питания в этом случае можно исключить, так как соленоид функционирует в короткозамкнутом режиме. При этом поле может существовать без расхода энергии бесконечно долго при условии сохранения сверхпроводимости.

Устройства для создания мощных магнитных полей включают в себя три главные части:
  1. Соленоид.
  2. Источник тока.
  3. Система охлаждения.

При проектировании соленоида берут во внимание величины внутреннего канала и мощности источника питания.

Создание устройства с резистивным соленоидом для образования стационарных полей является глобальной научно-технической задачей. В мире, в том числе и в нашей стране, существует всего несколько лабораторий с подобными устройствами. Применяются соленоиды различных конструкций, эксплуатация которых осуществляется около тепловой границы.

Для обслуживания таких устройств необходим персонал, состоящий из работников высокой квалификации, работа которых дорого ценится. Большая часть финансов расходуется на оплату электрической энергии. Эксплуатация и обслуживание таких мощных соленоидов со временем окупается, так как ученые и исследователи различных областей науки, из разных стран могут получать важнейшие результаты для развития науки.

Наиболее сложные и важные задачи можно решить путем применения сверхпроводящих соленоидов. Этот способ более эффективный, экономичный и простой. Для примера можно назвать создание мощных стационарных полей сверхпроводящими соленоидами. Наиболее оригинальное свойство сверхпроводимости – это отсутствие электрического сопротивления у некоторых сплавов и металлов при температуре ниже критического значения.

Явление сверхпроводимости позволяет производить соленоид, не имеющий диссипации энергии при прохождении электрического тока. Однако, образованное поле имеет ограничение в том, что при достижении некоторого значения критического поля свойство сверхпроводимости разрушается, и электрическое сопротивление возобновляется.

Критическое поле повышается при снижении температуры от 0 до наибольшего значения. Еще в 50-х годах прошлого века открыты сплавы, у которых критическая температура находится в интервале от 10 до 20 К. При этом они имеют свойства очень мощных критических полей.

Технология создания таких сплавов и производство из них материалов для катушек соленоидов очень трудоемка и сложна. Поэтому такие устройства имеют высокую стоимость. Однако их эксплуатация недорогая и простая в обслуживании. Для этого необходим только источник питания низкого напряжения небольшой мощности и жидкий гелий. Мощность источника понадобится не выше 1 киловатта. Устройство таких соленоидов состоит из катушки, выполненной из меди и сверхпроводника многожильным проводом, лентой или шиной.

Существует возможность снижения энергетических затрат на создание еще более мощных полей. Эта возможность реализуется в нескольких ведущих странах, в том числе и в России. Такой способ основан на применении комбинации из водоохлаждаемого и сверхпроводящего соленоидов. Его еще называют гибридным соленоидом. В этом устройстве интегрируются наибольшие достижимые поля обоих типов соленоидов.

Водоохлаждаемый соленоид должен находиться внутри сверхпроводящего. Создание гибридного соленоида является объемной и сложной научно-технической проблемой. Для ее решения требуется работа нескольких коллективов научных учреждений. Подобное гибридное устройство эксплуатируется в нашей стране в Академии наук. Там соленоид со сверхпроводящими свойствами имеет массу 1,5 тонны. Обмотка выполнена из специальных сплавов ниобия с цинком и титаном. Обмотка водоохлаждаемого соленоида выполнена медной шиной.

Похожие темы:

Что такое магнитная катушка соленоида?

Катушки соленоида

Электромагнитные катушки, также называемые соленоидами, представляют собой трехмерные петли или катушки из проволоки, которые намотаны вокруг металлического сердечника и функционируют для создания магнитного поля, когда через катушку проходит электрический ток.

Таким образом, становясь электромагнитом, то есть его магнитное поле создается потоком электрического тока, соленоидная катушка служит для преобразования электрической энергии в линейное движение.

Катушки соленоида состоят из двух основных частей: спиральной проволоки и металлического сердечника.

Спиральный провод чаще всего изготавливается из изолированной или эмалированной меди или медных сплавов., в то время как металлический сердечник обычно формируется из твердого или порошкового железа, но также может быть сформирован из стали или нержавеющей стали.

Очень важно, чтобы металлический сердечник был изготовлен из ферромагнитных материалов, веществ, способных концентрировать магнитные линии потока и увеличивать индуктивность катушки.

В результате, когда электрический ток течет в катушке, большая часть результирующего магнитного потока будет находиться в материале сердечника. Меньшая часть флюса, который находится за пределами материала сердечника, будет приближаться к концам сердечника или сбоку.

Кроме того, существует два основных типа соленоидных катушек: линейные соленоидные катушки и вращающиеся соленоидные катушки. Наиболее существенное различие между двумя типами соленоидных катушек состоит в том, что линейные соленоидные катушки преобразуют электрическую энергию в линейное движение, тогда как вращающиеся катушки соленоида преобразуют электрическую энергию во вращательное движение.

                                                 Схема магнитной катушки соленоида

Кроме того, в то время как катушки линейного соленоида будут ссылаться на силу, оказываемую катушкой, катушки вращающегося соленоида будут ссылаться на крутящий момент, прилагаемый катушкой.

Очень популярные электрические соленоидные катушки — это электрические катушки которые используется почти во всех отраслях промышленности для разного использования:

  • Трансмиссия, системы сцепления, замки ремней безопасности, контроль топлива и многое другое в автомобильной промышленности
  • Медицина, вентиляция, выдача таблеток и аппараты в медицинской и фармацевтической промышленности
  • Оборудование для упаковки и обработки пищевых продуктов и напитков
  • Техника в сельском хозяйстве;
  • Оборудование для обработки, управления, позиционирования и обработки материалов в промышленной обрабатывающей промышленности.

Электромагнитные катушки также используются в таких отраслях, как почта, полиграфия, безопасность, строительство, офисное оборудование, бытовая техника и многое другое.

Поскольку соленоидные катушки необходимы для такого широкого спектра применений, они могут иметь стандартную конструкцию или они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу, чтобы лучше соответствовать своему назначению.

Магнитная катушка соленоида

Соленоид — это… Что такое Соленоид?

Образование магнитного потока в соленоиде

Схема полей в соленоиде при протекании по обмотке переменного тока

Солено́ид — разновидность электромагнитов. Соленоид — это односложная катушка цилиндрической формы, витки которой намотаны вплотную, а длина значительно больше диаметра. Характеризуется значительным соотношением длины намотки к диаметру оправки, что позволяет создать внутри катушки относительно равномерное магнитное поле.

Соленоид почти всегда снабжается внешним магнитопроводом. Внутренний магнитопровод может быть подвижным или отсутствовать вовсе.

Соленоид на постоянном токе

Если длина соленоида намного больше его диаметра и не используется магнитный материал, то при протекании тока по обмотке внутри катушки создаётся магнитное поле, направленное вдоль оси, которое однородно и для постоянного тока по величине равно

(СИ),

(СГС),

где — магнитная проницаемость вакуума, — число витков N на единицу длины l (линейная плотность витков), — ток в обмотке.

При протекании тока соленоид запасает энергию, равную работе, которую необходимо совершить для установления текущего тока . Величина этой энергии равна

При изменении тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции, значение которой

Индуктивность соленоида

Индуктивность соленоида выражается следующим образом:

(СИ),
(СГС),

где  — объём соленоида,  — длина проводника, намотаннного на соленоид,  — длина соленоида,  — диаметр витка.

Без использования магнитного материала плотность магнитного потока в пределах катушки является фактически постоянной и равна

где − магнитная проницаемость вакуума, − число витков, — сила тока и — длина катушки. Пренебрегая краевыми эффектами на концах соленоида, получим, что потокосцепление через катушку равно плотности потока , умноженному на площадь поперечного сечения и число витков :

Отсюда следует формула для индуктивности соленоида

эквивалентная предыдущим двум формулам.

Соленоид на переменном токе

При переменном токе соленоид создаёт переменное магнитное поле. Если соленоид используется как электромагнит, то на переменном токе величина силы притяжения изменяется. В случае якоря из магнитомягкого материала направление силы притяжения не изменяется. В случае магнитного якоря направление силы меняется. На переменном токе соленоид имеет комплексное сопротивление, активная составляющая которого определяется активным сопротивлением обмотки, а реактивная составляющая определяется индуктивностью обмотки.

Применение

Соленоиды постоянного тока чаще всего применяются как поступательный силовой электропривод. В отличие от обычных электромагнитов обеспечивает большой ход. Силовая характеристика зависит от строения магнитной системы (сердечника и корпуса) и может быть близка к линейной.

Соленоиды приводят в движение ножницы для отрезания билетов и чеков в кассовых аппаратах, язычки замков, клапаны в двигателях, гидравлических системах и проч. Один из самых известных примеров — «тяговое реле» автомобильного стартёра.

Соленоиды на переменном токе применяются в качестве индуктора для индукционного нагрева в индукционных тигельных печах.

См. также

Катушка соленоида

| Поставщики электромагнитных катушек постоянного тока, переменного тока, 12 В, 24 В

Катушка соленоида — это основная часть соленоида. Соленоид состоит из катушки, трубки и якоря. Kaidi производит и поставляет различные типы электромагнитных катушек для многих гидравлических электромагнитных клапанов.

Kaidi продает соленоидную катушку, которую можно использовать для гидрораспределителей, пропорциональных клапанов, картриджных клапанов, насосов и многого другого.

Функция катушки соленоида

Электромагнитные катушки в основном используются в качестве запасной части гидравлического электромагнитного клапана.У каждого клапана есть свой срок службы, особенно у электромагнитной катушки. Бывают случаи, когда катушка соленоида изношена, потребуется ее замена на новую. Но большинство клиентов Кайди — владельцы фабрики. Они производят гидравлические электромагнитные клапаны под собственной торговой маркой. Поставщики гидравлических электромагнитных клапанов нуждаются в соленоидных катушках в больших объемах. Kaidi поставляет индивидуальные соленоидные катушки различных типов и размеров в соответствии с требованиями клиента.

Как выбрать подходящую катушку соленоида для покупки?

Перед тем, как сделать выбор, вы должны иметь четкое представление о различных параметрах катушки соленоида.К этим параметрам относятся:

Катушки типа : мы поставляем класс H, класс F и класс N.

Соединения катушек : катушки со стандартными разъемами DIN 43650 — наша самая продаваемая продукция, но мы также продаем катушки с другими типами разъемов. Пожалуйста, свяжитесь с нами со своими требованиями.

Напряжение катушки : мы производим катушки AC и DC . Напряжение колеблется от 12 В, 24 В, до 110 В и 220 В.

Марка электромагнитных клапанов : Kaidi имеет долгосрочное партнерство с крупными брендами клапанов.Мы являемся поставщиком электромагнитного клапана Rexroth , клапана YUKEN и клапана Vickers . Мы предлагаем услуг по настройке для клапанов других марок. Пожалуйста, оставьте нам сообщение с вашими потребностями.

Катушка соленоида и соленоид : Если вы производитель клапана, мы можем не только поставлять детали соленоида, такие как катушка, трубка и якорь по отдельности; Мы также можем поставить полную катушку в сборе . Вместе с арматурой можно сделать качественную арматуру.

Различные типы соленоидных катушек

Преимущества катушки соленоида Kaidi

  1. Качество катушки : мы всегда помним, что качество медной проволоки настолько важно для катушки, что мы выбираем только материал самого высокого качества. Наша катушка может работать в среде, где температура достигает 220 градусов Цельсия. Срок службы может достигать не более 30 000 часов.
  2. Производительность : Kaidi — это не дилер, а фабрика, что означает, что качество полностью контролируется нами.Перед отправкой с завода каждая катушка или соленоид тщательно проверяется со всех сторон. Для получения дополнительной информации о контроле качества посетите нашу страницу контроля качества . Мы производим более 6 миллионов соленоидов каждый год, что делает нас постоянным поставщиком для наших клиентов, независимо от их размера.
  3. Репутация : мы серьезно относимся к словам наших клиентов. Вот почему у нас есть все наши продукты и наша фабрика, сертифицированные по CE , UL , ISO , и это лишь некоторые из них.Мы никогда не разочаровывали наших клиентов качеством, количеством, ценой или сроками доставки. Таким образом, более 100 клиентов из 20 округов не могут ошибаться.

Если вы ищете полный узел гидравлического соленоида (включая катушку соленоида и трубки соленоида ) для гидравлических клапанов, вы можете найти подробную информацию на нашем веб-сайте. Kaidi Electromagnet обеспечивает двухпозиционный электромагнитный узел , узел пропорционального соленоида , взрывозащищенный электромагнитный узел и нестандартный узел соленоида и т. Д.

Катушка соленоида

для клапана Rexroth

Тип тока: AC, DC

Напряжение: 24 В, 11 В

Применение: для гидрораспределителя Rexroth

Размер: NG6, NG10

Катушка соленоида

для клапана Юкен

Тип тока: AC, DC

Напряжение: 12 В, 24 В, 100 В, 110 В, 120 В, 200 В, 220 В

Применение: для гидрораспределителя YUKEN, серия DSG-01, серия DSG-03

Размер: NG6, NG10

Тип разъема: DIN43650, штекер, таймер amp junior, deutsch

Катушка соленоида

для клапана Виккерса

Тип тока: AC, DC

Напряжение: 12 В, 24 В, 36 В, 48 В, 115 В, 230 В

Применение: для гидрораспределителя Vickers

Размер: NG6, NG10

Тип разъема: DIN43650, Deutsch, Amp и т. Д.

Поиск причины перегорания катушки соленоида

Возможно, иногда обмотка электромагнитного клапана перегорает из-за дефекта при изготовлении. Но обычно причина может быть связана с каким-либо ненормальным состоянием либо в условиях эксплуатации машины, на которой установлен клапан, либо в необычных условиях окружающей среды. Это становится очевидным, если выгорание должно произойти более одного раза в одном и том же месте змеевика.

Контрольный список для электромагнитных клапанов переменного тока
Перегорание чаще встречается у клапанов с катушками переменного тока, чем с катушками постоянного тока, из-за высокого пускового тока.До тех пор, пока якорь на соленоиде не сможет втянуть и закрыть воздушный зазор в магнитной петле, ток часто в 5 раз превышает установившийся или удерживающий ток после установки якоря. Бросок тока примерно такой же, как ток удержания на электромагнитном клапане постоянного тока.

1. Катушка не соответствует рабочему напряжению
Неправильное соответствие между источником электрического тока и номинальными характеристиками катушки иногда является причиной ее сгорания:

  1. Слишком высокое напряжение. Рабочее напряжение не должно быть более чем на 10% выше номинального напряжения катушки.Чрезмерное напряжение вызывает чрезмерный ток катушки, что приводит к ее перегреву.
  2. Слишком низкое напряжение. Рабочее напряжение не должно быть более чем на 10% ниже номинального значения катушки. Низкое напряжение снижает механическое усилие соленоида. Он может продолжать потреблять пусковой ток без возможности втягивания.

Испытание низкого напряжения должно проводиться путем измерения напряжения непосредственно на проводах катушки, когда соленоид находится под напряжением и его якорь заблокирован в открытом состоянии, поэтому он потребляет пусковой ток.Подайте питание на соленоид на время, достаточное для снятия показаний напряжения. Также снимите показания холостого хода, когда соленоид отключен от питающих проводов. Разница между этими двумя показаниями более 5% указывает на чрезмерное сопротивление в цепи проводки или недостаточную вольт-амперную емкость управляющего трансформатора, если он используется.

  1. Частота. При работе катушки 60 Гц на частоте 50 Гц катушка потребляет ток, превышающий нормальный.Работа катушки 50 Гц на частоте 60 Гц приводит к тому, что катушка потребляет ток меньше номинального, и она может сгореть из-за невозможности втягивания.

2. Перекрытие подачи питания
На некоторых двойных электромагнитных клапанах, если оба соленоида находятся под напряжением одновременно и удерживаются в этом состоянии в течение короткого времени, последняя катушка, на которую будет подаваться напряжение, сгорит из-за чрезмерного пускового тока что примерно в 5 раз превышает ток удержания.

Соленоид может сгореть, если оба соленоида находятся под напряжением.
одновременно на двойном соленоидном клапане, сконструированном как
, в котором соленоиды механически
соединены с противоположными концами общего золотника.

Состояние перегорания, описанное выше, возникает только на двойных электромагнитных клапанах, где два соленоида соединены ярмом с противоположными концами общего золотника, как показано на рисунке. Если каждый соленоид может немедленно закрыть свой магнитный зазор, ни один из них не сгорит при одновременном включении питания.

Особое внимание следует уделить конструкции электрической цепи, чтобы оператор из-за несчастного случая не мог подать питание на оба соленоида одновременно.

Даже при правильной конструкции схемы и схемах блокировки реле с заедающими контактами или медленным срабатыванием может быть ответственным за кратковременное перекрытие подачи питания в каждом цикле и возможное сгорание катушки.Простое устройство для обнаружения этого состояния описано в Design Data Sheet 18 .

3. Слишком быстрое переключение между циклами
Поскольку пусковой ток может в 5 раз превышать ток удержания, стандартная катушка переменного тока на соленоиде с воздушным зазором может перегреться и сгореть, если потребуется слишком частое переключение. Избыточное тепло, выделяемое во время пусковых периодов, не может уйти достаточно быстро. Постепенное нагревание внутри обмотки катушки может со временем повредить изоляцию катушки.

Применения с высокой циклической нагрузкой можно приблизительно определить как те, в которых соленоид должен быть запитан более 5-10 раз в минуту.В этих случаях следует использовать конструкции соленоидов, погруженных в масло. Проведение тепла через масло, окружающее обмотку, позволяет катушке работать при более низкой температуре.

На предприятиях, где имеется контрольно-измерительная аппаратура, термопара может быть размещена на поверхности обмотки в двух идентичных клапанах того типа, который будет использоваться. Один клапан может непрерывно работать в течение нескольких часов с предложенной частотой цикла, в то время как другой постоянно находится под напряжением. Разница в температуре поверхности двух катушек более чем на несколько градусов указывает на необходимость использования соленоидов, погруженных в масло.

4. Высокие электрические переходные процессы
Если ток для электромагнитных клапанов берется непосредственно из линии питания, питающей большие индуктивные устройства, такие как электродвигатели, переключение этих двигателей может вызвать переходные процессы высокого напряжения, которые могут нарушить изоляцию. катушек электромагнитного клапана. Для «короткого замыкания» этих переходных процессов на каждой катушке должен быть установлен «тиреектор». Тиректоры доступны в промышленных предприятиях электроснабжения.

5.Грязь в масле или в атмосфере
Небольшие твердые частицы, застрявшие под якорем соленоида, могут помешать ему полностью прижаться к сердечнику, в результате чего ток катушки останется выше обычного в течение периода выдержки. Убедитесь, что пылезащитные колпачки соленоидов плотно прилегают к месту для защиты от пыли, оседающей из воздуха.

Небольшие частицы грязи в масле могут оседать на поверхности катушки, приклеенной «лаком», циркулирующим в масле, или сам лак может вызвать чрезмерное сопротивление катушки и чрезмерный ток в катушке.«Лак» образуется в системах, в которых допускается нагревание масла до слишком высокой температуры. Тепло ускоряет нежелательные химические реакции. Снизьте температуру масла с помощью теплообменника.

6. Условия окружающей среды
Чрезмерно высокие или аномально низкие температуры окружающей среды, воздействию которых соленоид подвергается в течение длительного времени, могут вызвать его перегорание.

  1. Высокая температура. Изоляция катушки может быть повреждена, и один слой провода может закоротить на следующий слой. Тепловой экран или перегородка обеспечат некоторую защиту от излучаемого тепла.Высокотемпературные соленоиды или соленоиды, погруженные в масло, являются лучшей защитой от тепла, проводимого через металлические поверхности или от окружающего высокотемпературного воздуха.
  2. Низкая температура. Низкие температуры окружающей среды вызывают повышение вязкости масла, что может привести к перегрузке электромагнитного клапана (см. Пункт 9). Механические части клапана или конструкции соленоида могут деформироваться, что приведет к заеданию золотника клапана и сгоранию катушки соленоида. Используйте масло, более подходящее для низких температур, или используйте масляный или высокотемпературный змеевик, чтобы выдерживать большую нагрузку, вызванную аномально низкой температурой окружающей среды.

7. Тупиковое обслуживание
Жидкость, циркулирующая через соленоидный клапан, помогает отводить электрическое тепло. Некоторые клапаны зависят от потока жидкости для предотвращения накопления чрезмерного тепла, и если они используются в тупике, когда соленоид остается под напряжением в течение длительных периодов времени без потока жидкости, катушка может сгореть из-за этого эффекта, возможно, в сочетании с другими проблемами.

8. Атмосферная влажность
Высокая влажность в сочетании с часто меняющейся температурой окружающей среды может вызвать коррозию металлических частей конструкции соленоида, вызывая волочение якоря или заедание катушки.Влажность также имеет тенденцию к повреждению стандартных соленоидных катушек, вызывая короткое замыкание в обмотке.

Замена на формованные катушки или соленоиды, погруженные в масло. Держите защитные крышки соленоидов плотно на месте и, возможно, закройте отверстия электрических проводов после установки проводки.

9. Чрезмерный поток через клапан
Падение давления через золотник соленоидного клапана прямого действия, вызванное потоком жидкости, создает дисбаланс сил, который заставляет золотник двигаться в осевом направлении.Это явление описано в листе технических данных 18 .

При проектировании схемы будьте очень осторожны, чтобы не перегрузить такой клапан, если он превышает номинальный расход, указанный производителем. Его следует снизить при использовании жидкостей с высокой вязкостью или жидкостей с высоким удельным весом (огнестойкие жидкости и т. Д.).

Контрольный список для электромагнитных клапанов постоянного тока
Электромагнитные клапаны переменного тока гораздо чаще используются в промышленных установках, но в некоторых случаях соленоиды постоянного тока могут иметь особое преимущество.Переменный ток можно пропустить через двухполупериодный выпрямитель для получения постоянного тока. Возможно, потребуется добавить фильтрующий конденсатор, чтобы устранить дребезг или гудение.

  1. Пусковой ток. На соленоидах постоянного тока пусковой ток равен току удержания. Поэтому некоторые из ранее описанных условий перегорания могут не применяться.
  2. Быстрый цикл. Из-за низкого пускового тока электромагнитные клапаны постоянного тока обычно могут переключаться с более высокой скоростью, чем электромагнитные клапаны переменного тока, без перегрева и сгорания катушки.
  3. Повторяемость. Время переключения клапана с соленоидом постоянного тока точно повторяется от цикла к циклу. На клапанах переменного тока время переключения может варьироваться в каждом цикле в зависимости от состояния линейного тока в момент подачи питания на клапан — максимальное, минимальное или промежуточное.
  4. Контакты концевого выключателя. Соленоиды постоянного тока обычно сгорают контакты переключателя быстрее, чем соленоиды переменного тока. Энергия, накопленная в индуктивности катушки, должна рассеиваться при отключении катушки, вызывая дугу на контактах переключателя при их размыкании.Большую часть этой энергии можно безопасно рассеять, подключив диод через катушку, при этом положительный диод подключен к положительной стороне напряжения катушки. Диод должен быть рассчитан как минимум на 2–3-кратное напряжение питания постоянного тока.

Конденсатор, подключенный к контактам переключателя на соленоидах переменного или постоянного тока, помогает поглощать выделяемую энергию. Наилучшее значение емкости может быть определено опытным путем, либо путем наблюдения за интенсивностью дуги, либо путем измерения скачка напряжения с помощью осциллографа при испытании различных конденсаторов.

Чтобы уменьшить искрение переключателя, конденсатор может быть подключен к контактам ,
, или диод может быть подключен к катушке.

© 1990, компания Womack Machine Supply Co . Эта компания не несет ответственности за ошибки в данных, а также за безопасную и / или удовлетворительную работу оборудования, разработанного на основе этой информации.

Описание катушек электромагнитных клапанов

Катушки электромагнитного клапана.

Катушка электромагнитного клапана предназначена для преобразования электрической энергии в боковое движение.Катушка обычно состоит из медной проволоки, намотанной вокруг полого бобина или трубки, поэтому, когда электрический ток течет через катушку, создается магнитное поле. При размещении катушки соленоидного клапана над ферромагнитным сердечником (обычно магнитным якорем из нержавеющей стали 430F) генерируемое магнитное поле заставляет плунжер двигаться дальше вверх в направлении магнитного поля (в катушку), что позволяет создать отверстие. Это, в свою очередь, можно использовать для управления электромагнитными клапанами прямого действия, электромагнитными клапанами с вспомогательным подъемом или электромагнитными клапанами с сервоприводом / давлением.

Катушки электромагнитных клапанов

бывают самых разных размеров, напряжений, уровней защиты IP, номинальных температур и уровней мощности. При замене катушек электромагнитных клапанов необходимо соблюдать осторожность, поскольку необходимо учитывать все эти факторы.

Размеры катушки соленоида.

При измерении катушки необходимо точно измерить внутренний диаметр катушки. Некоторые соленоидные катушки могут быть оснащены верхней пластиной с уменьшенным диаметром, чтобы обеспечить надежную установку на якорь / трубку сердечника.Затем нужно измерить глубину внутренней жилы. Если это совпадает, вы находитесь на первом этапе поиска подходящей катушки.

Полезный совет — при покупке катушек электромагнитных клапанов постарайтесь заменить в соответствии с маркой.

Напряжение катушки соленоида.

Катушки

производятся для определенных напряжений, очень редко, когда катушка будет работать более чем на 1 напряжение, будь то переменный или постоянный ток. Есть несколько примеров «катушек с двойным напряжением», которые могут работать, например, от 12 В постоянного тока или 24 В переменного тока, 48 В или 24 В переменного тока, но они довольно редки, и на это нельзя положиться, чтобы преодолеть нехватку запасных частей.

Полезный совет — проверьте напряжение питания, а не пытайтесь угадать или попытаться определить напряжение катушки.

Номинальные значения температуры обмотки соленоида.

Катушка

имеет несколько температурных классов и обычно разрабатывается в зависимости от среды, температуры окружающей среды и рабочего цикла (рабочий цикл — это время включения и время охлаждения при отключении питания), поскольку все катушки выделяют тепло при включении, немного похоже на электрическую лампочку. чем больше энергии они потребляют, тем горячее они получат. Стандартные катушки доступны для изоляции
классов E, F и H.Класс изоляции определяет максимальную рабочую температуру змеевика в течение определенного срока службы:
— Класс H: 30 000 часов
— Класс F: 20 000 часов

Катушки класса F

рассчитаны на 155 ° C, в основном обмотки из медного провода могут выдерживать рабочую температуру до, но не выше 155 ° C. Это наиболее распространенная форма соленоидной катушки, которая идеально подходит для рабочих температур окружающей среды до 20 ° C и среды до 100 ° C. .

Катушки класса H

рассчитаны на температуру 180 ° C, в основном обмотки из медного провода могут выдерживать рабочую температуру до, но не выше 180 ° C.Это наиболее распространенная форма соленоидной катушки, которая идеально подходит для рабочих температур окружающей среды до 50 ° C и среды до 180 ° C.

Катушки класса N

рассчитаны на 200 ° C, в основном обмотки из медного провода могут выдерживать рабочую температуру до, но не выше 200 ° C. Это наиболее распространенная форма соленоидной катушки, которая идеально подходит для рабочих температур окружающей среды до 80 ° C и среды до 200 ° C.

Полезный совет — замените марку подобной на подобную при коротком сроке службы проверьте напряжение питания и параметры применения.

Уровни мощности для электромагнитных катушек

Электромагнитные катушки

бывают разных уровней мощности: катушки постоянного тока измеряются в ваттах, катушки переменного тока измеряются в ВА (вольт-амперах) и будут иметь более высокий пусковой ток и более низкий ток удержания. Это немного похоже на поднятие тяжестей, для подъема веса требуется больше энергии, чем держать его взаперти.

Полезный совет Ватты = вольт x ампер.

Вы должны обратить внимание на номинальную мощность, катушки с низким номиналом будут перегружены и перегорят, а слишком высокая номинальная мощность вполне может сделать то же самое.

Полезный совет — старайтесь поддерживать тот же уровень мощности, если катушка быстро не выйдет из строя, затем проверьте напряжение питания и доступный ток, а затем, если необходимо, проконсультируйтесь с вашим поставщиком.

Уровни защиты электромагнитной катушки

Электромагнитные катушки

имеют широкий диапазон степеней IP (защиты от проникновения) в соответствии с общей защитой и проникновением пыли и воды. Ниже представлена ​​базовая таблица защиты IP.

Некоторые примеры стандартных типов соленоидных катушек показаны ниже, вы можете узнать больше о катушках клапана здесь.

Стандарт DIN 43650B IP65 Номинальная катушка Требуется прямоугольный разъем DIN

Диаметр отверстия 8/11 мм, ширина 22 мм, различные уровни мощности от 1 до 7 Вт.

Обычно используется на малогабаритных миниатюрных электромагнитных клапанах и в основном в пневматической промышленности.

Стандарт DIN 43650A IP65 Номинальная катушка Требуется квадратный соединитель DIN

Диаметр отверстия 14,6 мм, ширина 30 мм, различные уровни мощности от 1 до 15 Вт.

Обычно используется на электромагнитных клапанах общего назначения.

Стандарт DIN 43650A IP65 Номинальная катушка Требуется квадратный соединитель DIN

Диаметр отверстия 14,6 мм, ширина 36 мм, различные уровни мощности от 15 до 18,5 Вт.

Обычно используется на электромагнитных клапанах общего назначения.

Стандартная катушка итальянского стандарта DIN 43650A IP65 Требуется квадратный соединитель DIN

Диаметр отверстия 13,5 мм, ширина 30 мм, различные уровни мощности от 8 до 10 Вт.

Обычно используется на малогабаритных миниатюрных электромагнитных клапанах и в основном в пневматической промышленности.

Типичная итальянская катушка большой мощности DIN 43650A IP65 Требуется квадратный соединитель DIN

Диаметр отверстия 13,5 мм, ширина 36 мм, различные уровни мощности от 14 до 20 Вт.

Обычно используется на малогабаритных миниатюрных электромагнитных клапанах и в основном в пневматической промышленности.

Типичная итальянская катушка сверхвысокой мощности DIN 43650A Класс защиты IP65 Требуется квадратный разъем DIN

13.Диаметр отверстия от 5 до 16,0 мм, ширина 37,5 мм, различные уровни мощности от 26+ Вт.

Обычно используется на больших соленоидных клапанах и в основном в гидравлической промышленности.

Инкапсулированный ATEX EExmIIT4 IP65 Катушка соленоида

Диаметр отверстия 8/11 мм, ширина 22 мм, различные уровни мощности от 3,8 до 5,1 Вт.

Обычно используется на малогабаритных миниатюрных электромагнитных клапанах и в основном в пневматической промышленности.

Оснащен 3-метровым трехжильным кабелем, но может быть и 5-метровым, или клеммной коробкой.

Инкапсулированный ATEX EExmIIT4 IP65 Катушка соленоида

Диаметр отверстия 10 / 14,6 мм, ширина 36 мм, различные уровни мощности от 8,5 до 10,1 Вт.

Обычно используется на стандартных электромагнитных клапанах для опасных зон воздуха и в основном в нефтегазовой и пищевой промышленности

Оснащен 3-метровым трехжильным кабелем, но может быть и 5-метровым, или клеммной коробкой.

Типичная американская или азиатская катушка IP54 с гибким проводом 30 см, разъем DIN не требуется

с 8 до 16.0 мм имели разную ширину и разные уровни мощности от 8 до 26 Вт.

Обычно используется на крупных импортных электромагнитных клапанах из неевропейских стран.

Почему перегорают катушки соленоида?

Электромагнитные катушки

предназначены для преобразования электрической энергии в механическое движение посредством магнитного поля, что означает, что по мере того, как они потребляют энергию, как, например, лампочка, они нагреваются, и чем выше мощность или потребляемая мощность, тем дольше они находятся в выключенном состоянии. НАЧЕМ горячее они могут стать.

Если катушка становится слишком горячей или превышает ее номинальную температуру (класс класса медной обмотки), медь или изоляционный материал могут выйти из строя. К другим причинам относятся высокие температуры среды или окружающей среды, препятствующие достаточному охлаждению змеевика, попадание воды между якорем и катушкой или снятие катушки под напряжением !!

Почему при снятии с клапана горит катушка?

Это связано с тем, что с катушками переменного тока 50/60 Гц вы уменьшаете импеданс или сопротивление катушки, поскольку затеняющее кольцо внутри якоря или стержня создает сопротивление внутри катушки.При удалении катушки при включенном питании сопротивление уменьшается, поэтому потребление энергии может легко превысить пределы класса обмотки катушки, что приведет к перегреву.

Катушки электромагнитного клапана

Катушки электромагнитного клапана

Что такое катушка электромагнитного клапана?

Назначение катушки электромагнитного клапана — преобразование электрической энергии в поступательное движение. Катушка состоит из медной проволоки (или алюминия), намотанной на полую форму.Когда через катушку протекает электрический ток, создается магнитное поле. Это достигается размещением ферромагнитного сердечника внутри катушки. В электромагнитном клапане ферромагнитный сердечник называется плунжером клапана. Когда ток течет через катушку, линии магнитного потока превращают поршень в электромагнит. Магнитное поле заставляет плунжер продвигаться дальше в катушку, открывая отверстие корпуса клапана или пилотное отверстие.

Катушки электромагнитного клапана (постоянный ток) и электрическая полярность

Распространенный вопрос о катушках электромагнитного клапана заключается в том, имеет ли значение полярность электрического тока в катушке постоянного тока.В большинстве катушек с подводящими проводами для обеих клемм используются провода одного цвета, и на них нет маркировки полярности. Ответ в том, что полярность не имеет значения. Вы можете подключить положительную клемму к любому из двух проводов, не влияя на работу клапана.

Щелкните здесь, чтобы прочитать полное объяснение полярности катушки.

Напряжение катушки электромагнитного клапана

Катушки электромагнитного клапана доступны как для постоянного, так и для переменного тока. Хотя катушку можно заставить работать практически с любым мыслимым напряжением, наиболее распространенными доступными напряжениями являются:

  • 6-вольт постоянного тока
  • 12-вольтный постоянный ток
  • 24-вольтный постоянный ток
  • 24-вольтный переменный ток
  • 120- Вольт переменного тока
  • 220/240 В переменного тока

Преимущество катушек низкого напряжения, очевидно, заключается в их электробезопасности.Любители и домашние мастера часто подключают низковольтные электромагнитные клапаны к настенным трансформаторам. Большинство клапанов меньшего размера на 12 В постоянного тока могут питаться от источника питания 12 В / 500 мА. Тем не менее, всегда убедитесь, что ваш источник питания соответствует или превышает требования к мощности соленоида. Электромагнитные клапаны на 24 В переменного тока также понравятся любителям, поскольку ими можно легко управлять с помощью таймеров полива. В большинстве промышленных приложений и тяжелой техники используются соленоиды с катушками 24 В постоянного тока.

2

Типы конструкции катушки

Конструкция катушки соленоидного клапана обычно попадает в одну из следующих двух категорий:

  • Катушки с лентой
  • Инкапсулированные (или формованные) катушки

Катушка с лентой изготавливается путем зацикливания проводящего провода (также называемого магнитная проволока) на катушку или шпульку.Магнитный провод имеет тонкий слой изоляции вокруг него. Готовую обмотку затем защищают изоляционной лентой. Таким образом, название ленты намотано катушкой.

Инкапсулированные катушки в основном следуют тому же основному принципу, что и катушки, намотанные лентой. Однако вместо того, чтобы быть защищенной лентой, обмотка герметизирована или залита соответствующей смолой.

Бухты, обернутые лентой, используются в приложениях с относительно мягкими средами. Бухты, обмотанные лентой, позволяют производить гораздо меньшие производственные тиражи.Однако катушки, обернутые лентой, имеют гораздо меньшую устойчивость к влаге, чем герметизированные катушки. Кроме того, герметизированные катушки имеют гораздо более прочные подводящие провода (для защиты от выдергивания).

Катушки с разъемами DIN

Производители клапанов часто предлагают вариант разъема DIN на своих катушках. Вместо выводных проводов катушка будет иметь штыри или штыри для подключения стандартного разъема DIN. Считается, что катушка имеет штыревое соединение, а штекер, соединяющий катушку, представляет собой гнездовой разъем.Использование разъема DIN дает много преимуществ: быстрая замена клапана или змеевика, отличные изоляционные свойства, возможная водонепроницаемость и т. Д.

Стандарт разъема, используемый для электромагнитных клапанов, — DIN 43650. Серия DIN 43650 состоит из пяти соединителей, которые имеют следующие расстояния между выводами:

  • DIN 43650 Форма A — 18 мм
  • Промышленная форма B — 11 мм
  • DIN 43650 Форма B — 10 мм
  • DIN 43650 Форма C — 8 мм
  • Micro-Mini — 9.4 мм

Разъемы DIN могут быть приобретены в виде кожухов, подключаемых установщиком, или они могут быть отформованы на заводе с кабельной сборкой. Обычно они содержат три или четыре контакта или контакта. Некоторые разъемы DIN доступны со светодиодными индикаторами, которые показывают состояние питания катушки в диагностических целях.

Можно ли использовать один и тот же клапан с разными катушками?

Это зависит от конкретной марки клапана. Часто можно поменять местами катушки, чтобы использовать другое напряжение с электромагнитным клапаном.

Блокирующие соленоиды

Блокирующий электромагнитный клапан не требует тока, чтобы оставаться в активированном положении. Электрическая энергия расходуется только на открытие и закрытие клапана, а не на удержание его в любом из этих положений. Запорные клапаны часто используются в устройствах с батарейным питанием (например, в автоматических смесителях), поскольку им требуется только импульсная мощность для изменения открытого / закрытого состояния клапана. Полярность импульсов меняется между импульсами открытия и закрытия.

Удар и падение

«Удар и падение» — это метод, используемый для снижения энергопотребления катушек электромагнитных клапанов. Для включения клапана требуется большее напряжение (ток), чем необходимо для удержания клапана в активированном положении, что позволяет снизить энергопотребление катушки.

«Hit and Drop» также известен как «Pulse and Hold», «Spike and Hold», «Hit and Hold» и «Pick and Hold» .

Как работает соленоид?

Что такое соленоид?

Соленоид — это общий термин для катушки с проволокой, используемой в качестве электромагнита.Это также относится к любому устройству, которое преобразует электрическую энергию в механическую с помощью соленоида. Устройство создает магнитное поле из электрического тока и использует магнитное поле для создания линейного движения. Обычно соленоиды используются для питания переключателя, такого как стартер в автомобиле, или клапана, например, в спринклерной системе.

Как работает соленоид

Соленоид представляет собой катушку с проволокой в ​​форме штопора, обернутую вокруг поршня, часто сделанного из железа. Как и во всех электромагнитах, при прохождении электрического тока через провод создается магнитное поле.Электромагниты имеют преимущество перед постоянными магнитами в том, что их можно включать и выключать подачей или снятием электрического тока, что делает их полезными в качестве переключателей и клапанов и позволяет полностью автоматизировать их.

Как и все магниты, магнитное поле активированного соленоида имеет положительные и отрицательные полюса, которые притягивают или отталкивают материал, чувствительный к магнитам. В соленоиде электромагнитное поле заставляет поршень двигаться либо назад, либо вперед, именно так движение создается катушкой соленоида.

Как работает электромагнитный клапан?

В клапане прямого действия электрический ток активирует соленоид, который, в свою очередь, тянет поршень или плунжер, который иначе заблокировал бы поток воздуха или жидкости. В некоторых электромагнитных клапанах электромагнитное поле не действует напрямую, открывая канал. В управляемых клапанах соленоид перемещает плунжер, который создает небольшое отверстие, и давление через отверстие — это то, что управляет уплотнением клапана. В обоих типах электромагнитным клапанам требуется постоянный поток электрического тока, чтобы оставаться открытым, потому что после прекращения подачи тока электромагнитное поле рассеивается, и клапан возвращается в исходное закрытое положение.

Электрические соленоиды

В автомобильной системе зажигания соленоид стартера действует как реле, устанавливая металлические контакты для замыкания цепи. Соленоид стартера получает небольшой электрический ток при включении зажигания автомобиля, обычно при повороте ключа. Затем магнитное поле соленоида сжимает контакты, замыкая цепь между аккумулятором автомобиля и стартером. Соленоиду стартера требуется постоянный поток электричества для поддержания цепи, но поскольку двигатель запускается самостоятельно, соленоид неактивен большую часть времени.

Использование соленоидов

Соленоиды невероятно универсальны и чрезвычайно полезны. Их можно найти во всем: от автоматизированного заводского оборудования до пейнтбольного оружия и даже дверных звонков. В дверном звонке звуковой сигнал раздается, когда металлический поршень ударяет по тоновой полосе. Сила, которая перемещает поршень, представляет собой магнитное поле соленоида, который получает электрический ток при нажатии на дверной звонок.

115V 4.5W Катушка соленоида Parker

Espresso Parts с радостью примет к возврату все неиспользованные или дефектные товары.Все товары должны быть неиспользованы и возвращены в оригинальной упаковке. * Важное примечание: товары для специального заказа, все оборудование, электрические элементы, головки насосов, соленоиды и книги НЕ подлежат возврату . Все продажи этого товара окончательны. Пожалуйста, подождите 2–3 недели на получение и обработку вашего возврата. Большинство возвратов обрабатываются в течение 10 рабочих дней с момента поступления на наш склад. Мы отправим вам электронное письмо, подтверждающее, что ваш возврат был обработан. Ваш возврат будет возвращен непосредственно на кредитную карту или другой способ оплаты, который использовался для первоначального заказа.В особых случаях вы можете получить кредит на свой счет, который будет использоваться в течение 90 дней, или возврат через PayPal или ACH. Пожалуйста, проконсультируйтесь с представителем службы поддержки клиентов для получения более подробной информации об особых случаях.

Espresso Parts принимает возврат в течение 365 дней с момента покупки, а обратная доставка осуществляется * БЕСПЛАТНО. Да, 365 дней и * БЕСПЛАТНО !!!! Это так же просто, как 1, 2, 3.

  1. Позвоните в нашу службу поддержки клиентов и запросите требуемый номер RMA для возврата. Позвоните нам по телефону (800) 459-5594.

  2. Воспользуйтесь нашей * БЕСПЛАТНОЙ этикеткой для возврата FedEx.

  3. Надежно упакуйте товары в оригинальную упаковку и приклейте этикетку обратной доставки и номер RMA на внешней стороне упаковки. Убедитесь, что другие транспортные этикетки не видны. Тогда пришлите нам! Приклейте этикетку возврата FedEx к коробке и отправьте ее в любой авторизованный центр доставки FedEx. Найдите ближайший к вам сервисный центр FedEx. * Обратите внимание, что для использования наших этикеток с предоплатой посылки должны быть отправлены из США.

Вы можете отправить нам товар обратно по указанному ниже адресу, используя свой собственный способ доставки. Вы несете ответственность за всю информацию для отслеживания и страховку. Espresso Parts не несет ответственности за возвратные поставки, на которых отсутствует этикетка для возврата. RMA # по-прежнему требуется, если вы используете собственный способ доставки. Применяются все остальные правила.

Espresso Parts
4315 Lacey Blvd SE
Lacey, WA 98503
Attn: отдел возврата

НЕОБХОДИМО СООБЩИТЬ О ПОВРЕЖДЕННЫХ И ОТСУТСТВУЮЩИХ ТОВАРАХ В ТЕЧЕНИЕ 7 ДНЕЙ С ПОЛУЧЕНИЯ ВАШЕГО ЗАКАЗА

  1. Перед тем, как подписать квитанцию ​​о доставке, внимательно осмотрите коробку или коробки на предмет повреждений.Если вы видите повреждения, вы должны соответствующим образом отметить квитанцию ​​о доставке. Рекомендуется делать снимки снаружи и внутри коробки. Затем распакуйте содержимое, чтобы убедиться в отсутствии скрытых повреждений или недостающих предметов.

  2. Соберите следующую документацию:
    Напишите нам по электронной почте [email protected] или позвоните нам по телефону (800) 459-5594 и предоставьте вышеуказанную документацию, и мы будем рады сотрудничать с транспортной компанией для обработки претензии о возмещении ущерба. Компания Espresso Parts предназначена только для оказания помощи при работе с вашим экспедитором.

    • Детали для эспрессо Номер для заказа
    • Номер отслеживания груза
    • Фотографии и описание повреждений

* ПРИМЕЧАНИЕ. Доставка FedEX включает страховое покрытие в размере 100 долларов США. Страхование на сумму более 100 долларов следует запрашивать во время покупки. Получатель несет ответственность за дополнительные страховые расходы. Получатель несет ответственность за подачу страхового иска в FedEx. Все поставки осуществляются DAP, и Espresso Parts не несет ответственности за утерянные или поврежденные предметы.

Выбирая приоритетную внутреннюю доставку USPS, вы освобождаете Espresso Parts от ответственности за задержку доставки и потерю, превышающую 50 долларов США. Претензии по страхованию поврежденных или утерянных вещей на сумму более 50 долларов не подлежат возмещению. Espresso Parts не несет ответственности за утерянные или поврежденные предметы. Страхование на сумму более 50 долларов США следует запрашивать во время покупки. Все поставки осуществляются DAP, и Espresso Parts не несет ответственности за утерянные или поврежденные предметы.

#LinkedInsights: проверка состояния катушки соленоида

Катушка соленоида имеет решающее значение для управления электромагнитным клапаном.Это по существу преобразует электрический ток в магнитное поле, тем самым обеспечивая работу соленоидного клапана. Сегодняшняя функция на #LinkedInsights анализирует расчет и измерения этой катушки на основе некоторых материалов от профессионалов отрасли.

Если у вас есть похожие разговоры, напишите нам

Срок службы электромагнитной катушки

Срок службы соленоида зависит от температуры, рабочего цикла, превышения температуры и класса используемой изоляции.Во время работы инженер по приборам из ONGC Petro Additions Limited, Индия, застрял, проверяя катушку соленоида. Поэтому ему было интересно, какое сопротивление должно быть у катушки 110 В постоянного тока?

Изображение любезно предоставлено impulseautomation.com

В ответ на это менеджер по маркетингу компании Emerson Automation Solutions, Нидерланды, поделился своими мыслями. «Вы можете рассчитать сопротивление катушки постоянного тока, если знаете номинальное напряжение (U), мощность (P) и / или ток (I) и напряжение (U). Возможно, проблема возникает из-за диодов для подавления пиков постоянного тока, встроенных в (например,грамм. наши соленоиды постоянного тока ASCO) ».

Далее он предположил, что вычислить и измерить сопротивление катушки постоянного тока будет легко, но также указал, что с этими диодами все будет по-другому. «В этом случае измерение тока при номинальном напряжении, например использование мультиметра было бы лучшим решением », — добавил он.

Измерение катушки

Обращаясь к деталям измерения катушек, старший инженер-электрик компании PneumaticScaleAngelus из Флориды, США, может сказать следующее.«С точки зрения работы / запрета он должен быть низким: что-то вроде 0-100 Ом или около того, возможно, немного меньше или больше. Если он находится в диапазоне кОм, скорее всего, это нехорошо. Катушка — это просто большая катушка с проволокой. Если значение действительно низкое, скажем 1-2 Ом, вероятно, произошло короткое замыкание. Крошечные катушки реле будут считывать меньше, чем катушки соленоидов большего размера. Вы можете потратить свое время на его подсчет, но если нужно выяснить, хорошо он или нет, то это правильный путь ».

Для оценки катушки также необходимо более глубокое понимание физических характеристик катушки.Подчеркнув это, специалист по электротехнике и приборостроению из Offshore Hook-up Construction Services, Индия, заявил, что в первую очередь необходимо проверить целостность змеевика. Далее идет сопротивление катушки.

«Например, у змеевика какая-то внутренняя проблема, то нужно также физически проверить состояние нагрева. Таким образом, вы можете гарантировать отсутствие звука из катушки из-за энергетического зазора ».

Сопротивление катушки

Говоря о спецификациях катушки, консультант и преподаватель по КИП из Бразилии объяснил.Важно отметить, что если он питается от постоянного тока, следует внимательно следить за характеристиками тока катушки, используя закон Ома (V / I = R) для определения сопротивления катушки.

Изображение любезно предоставлено electronics-notes.com

«В других случаях, если у вас есть данные о мощности (ваттах), вам нужно разделить ватты на напряжение, то есть ток в амперах, вернуться к закону Ом и узнать сопротивление в Ом, — добавил он.

Использование мегомметра

Руководитель контрольно-измерительной аппаратуры из Phoenix Calibration, Венесуэла, рассказал о тестировании и измерении соленоидной катушки.По его мнению, проще всего проверить или измерить катушку соленоида с помощью мегомметра. «Поместив мегомметр на шкалу 500 В. Затем вы можете поместить два конца мегомметра на два провода катушки, а затем нажать кнопку тестирования».

Также он заявил, что измерение мегомметра должно быть выше 1,2 МОм. «Если результат измерения ниже этого показателя, это означает, что в змеевике есть влага. Другой тест — один из проводов от катушки к мегомметру, а другой — от мегомметра к земле.В этом случае показания мегомметра должны быть бесконечными. Сделайте это, чтобы убедиться, что катушка не закорочена и изоляция катушки в хорошем состоянии. Таким образом, испытание должно проводиться на обоих кабелях электромагнитной катушки », — посоветовал он.

Заключение

Завершил обсуждение консультант Power Consult, Саудовская Аравия. Он поделился: «Каждый раз, когда вы измеряете напряжение на любой катушке, это будет импеданс. Это комбинация сопротивления и индуктивности. Вы можете считать номинальную мощность катушки, которая будет отображаться на паспортной табличке и разделенная на напряжение, которое является током, необходимым для подачи питания на катушку.”

Чтобы просмотреть полное обсуждение, щелкните здесь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Катушка с обмоткой лентой
(с лентой с
)