¿Una válvula solenoide permite un tiempo de funcionamiento continuo para duraciones muy largas?

Tengo un montón de relés de solenoide A4F010-06-BS-DC24V.

¿Puedo usarlos en un ciclo de trabajo continuo como ciertos relés o están destinados a usarse solo por cierta duración a la vez?

Me preocupa quemar las bobinas del solenoide.

La hoja de datos original parece ser japonesa.

Tengo una pregunta más que podría estar ligeramente fuera de tema. Intenté quitar la parte de conexión del solenoide que estaba sujeta por dos tornillos. Todo lo que pude ver, aparte de los dos orificios para tornillos, fueron pequeños orificios de 3. Pensé que estas válvulas solenoides en realidad tenían algunas "válvulas" que se abrían bajo un campo magnético cuando se activaban. Me sorprendió bastante cuando noté el interior con el solenoide para tener solo 3 agujeros y cómo se controla. Cuando intenté conectarme a una CC de 24 V, no vi ningún movimiento visible aparte del clic. ¿Tienes alguna idea de cómo podría estar funcionando?

La parte con el círculo rojo muestra los pequeños 2 o 3 agujeros de los que estaba hablando.

Se parece a la misma parte que la serie de electroválvulas CDK 4F0 / 1/2/3 .

No hay límite de ciclo de trabajo en las bobinas enumeradas en la hoja de datos. Sería muy inusual que no reciban una calificación continua. Tenga en cuenta que son solenoides: operado por piloto en lugar de solenoide directo, por lo que tendrán una potencia bastante baja: 1.8 W según la hoja de datos. Debería poder sostener su mano en la bobina cuando hayan estado encendidos durante una hora.

Comenzar corriente y mantener corriente

Tenga en cuenta que los modelos de CA tienen una corriente de arranque más alta que la corriente de retención. Esto se debe a que la inductancia de la bobina aumenta a medida que el solenoide se introduce en la bobina. Mayor inductancia significa mayor impedancia y menor corriente. Dado que DC no se ve afectado por la inductancia después del tiempo de subida de encendido inicial, la corriente de arranque y la corriente de mantenimiento están determinadas únicamente por la resistencia de la bobina.

Como resultado de los solenoides alimentados por CA anteriores (y relés / contactores) tienen una ventaja de ahorro de energía incorporada sobre la CC. Sin embargo, la adopción muy amplia de 24 V como voltaje de suministro de los sistemas de control industrial estándar significa que vivimos con la penalización de energía.

Truco de reducción de potencia de solenoide DC

Solo porque apareció en los comentarios ...

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Figura 1. Un circuito de ahorro de energía para un relé de CC o solenoide. El voltaje completo se aplica a la bobina inicialmente a través de su propio contacto normalmente cerrado (NC), pero a medida que se energiza, la conexión directa se rompe y la alimentación de la resistencia de caída de voltaje se hace cargo.

Operación piloto

Tengo una pregunta más que podría estar ligeramente fuera de tema. Intenté quitar la parte de conexión del solenoide que estaba sujeta por dos tornillos. Todo lo que pude ver, aparte de los dos orificios para tornillos, fueron pequeños orificios de 3. Pensé que estas válvulas solenoides en realidad tenían algunas "válvulas" que se abrían bajo un campo magnético cuando se activaban. Me sorprendió bastante cuando noté el interior con el solenoide para tener solo 3 agujeros y cómo se controla. Cuando intenté conectarme a una CC de 24 V, no vi ningún movimiento visible aparte del clic. ¿Tienes alguna idea de cómo podría estar funcionando?

Figura 2. Animación de la válvula solenoide 5/2. Fuente: ZDSPB.com .

Explicación

Figura 3. Anotada para referencia con el texto a continuación.

Esta válvula tiene cinco puertos (1) a (5) y dos posiciones (izquierda y derecha). Por lo tanto, válvula 5/2.

• La presión se aplica en (1) y sale en (2) cuando el solenoide está apagado y (3) cuando está encendido.
• (4) y (5) son los puertos de escape. Tener dos hace que el diseño del carrete (11) sea muy simple.
• (6) es el solenoide. Esto mueve el actuador (7). Tenga en cuenta que esto es pequeño y requiere poca potencia para moverlo en comparación con un solenoide de acción directa que movería el carrete (11) directamente y tendría que vencer la resistencia del sello, etc.
• Cuando el piloto está apagado, el aire de red desde (1) a través de (8) se alimenta a (10) para conducir el carrete hacia la derecha, la posición normal. La salida (3) se activará mientras que la salida (2) se ventila en (5).
• Cuando se activa el solenoide, el actuador piloto (7) se mueve hacia la derecha para cerrar el aire a (10) y ventilar el lado izquierdo del carrete (11) en (13) hacia el escape (4). La presión de red en (12) luego mueve el carrete (11) hacia la izquierda, el puerto (2) se energiza y el puerto (3) se agota en (4).
• Tenga en cuenta que mientras se aplica presión de aire energizado a ambos extremos del carrete, pero el área de superficie en (10) es mayor que en (12), por lo que el carrete se mueve hacia la derecha.

Todo eso para responder a su pregunta: la división entre el bloque principal y la sección piloto en su válvula puede ser un poco diferente a la animación. Lo más probable es que los tres agujeros sean:

• El suministro de aire de red al piloto (8).
• El propio piloto, para empujar el carrete (10).
• El escape del piloto (13).

Tenga en cuenta que hay muchas variaciones ingeniosas de estas válvulas. Algunos podrían usar el resorte en (12) y no contar con asistencia aérea de piloto. En algunos, el solenoide mueve un pequeño diafragma de goma suave para permitir que entre aire (10).

Figura 4. La parte inferior de la válvula piloto.

(1) y (2) serán el suministro de presión de la válvula piloto y se conducirán al carrete. ¿Como sabemos? Debido a que (3) no tiene una junta de sellado y el único lugar donde las fugas no importan es en el escape, por lo que (3) debe ser el puerto de escape (13) en la Figura 3.

Realmente depende del modelo.

Algunos pueden tener una corriente de activación y una corriente de retención. El último tipo necesitaría ser activado inicialmente con más energía para realizar el "movimiento" y luego mantenerse allí con menos fuerza. Esa información estará en la hoja de especificaciones. Sin embargo, me sorprendería si este solenoide necesitara tal manejo. Cosas como esta generalmente se controlan mediante simples interruptores mecánicos y relés.

Si no tiene una hoja legible pero tiene la unidad en sí, puede probarla con la carga completa y ver si se calienta.

Por CIERTO: Un problema general con las unidades de retención de corriente es que una interrupción de energía puede hacer que la cosa se caiga y, aunque el controlador todavía está activado en modo de baja corriente, la unidad no volverá a la posición de activación. Dependiendo de su aplicación, eso puede o no ser un problema.

La mayoría serán calificados para servicio continuo, algunos podrían ser calificados solo para servicio intermitente. Te lo indicará en la hoja de datos.

El factor limitante será el aumento de temperatura de las bobinas, no el cuerpo de la válvula. Puede estimar fácilmente la temperatura de la bobina midiendo la resistencia de la bobina cuando está fría, y nuevamente más tarde cuando está caliente. El cobre tiene un tempco de aproximadamente 0.4% / C, o 10% para un aumento de 25C. Me encantaría ejecutar las bobinas hasta un aumento de 50 ° C, o un 20% de resistencia de la bobina muy medible.

Al igual que los relés, esperaría que una válvula solenoide sea capaz de mantenerse por debajo de su corriente de arrastre. Si encuentra que se calienta demasiado en uso continuo, entonces puede experimentar para ver qué corriente más baja lo mantendrá y ejecutarlo justo por encima de eso, en lugar de a 24 v todo el tiempo.

Cuando conduzco solenoides, típicamente usaré circuitos de "golpear y sostener". Esto se debe a que la mayoría de los fabricantes especificarán sus bobinas para que se calienten en sus superficies, es decir, cerca del punto de ebullición / calor al tacto. Gran parte del equipo médico en el que trabajo se vería afectado negativamente por esto, y también se ejecutan con suministros de ACDC de calidad que no sufren abandonos. Supercat y Trevor mencionaron esto y es una preocupación válida. Sin embargo, si está diseñando una PCB y está interesado en dejar caer un circuito como este, verifique el DRV103 de TI:

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

Puede ajustar la duración del "golpe" con un pasivo, el ciclo de trabajo "retener" con otro pasivo, y también obtiene un circuito abierto y una indicación de sobrecarga a través de un pin de falla. No es perfecto para todas las implementaciones, pero si desea comentarios sobre la carga desde el nivel de la PC y la temperatura de funcionamiento reducida del solenoide, esta es una excelente manera de obtenerlo.

Muchos solenoides podrán resistir algún nivel de corriente momentáneamente y un nivel más bajo de corriente continuamente. Además, en la mayoría de las aplicaciones, la cantidad de corriente que debe alimentarse a un solenoide extendido para colocarlo en su posición será mayor que la cantidad que debe alimentarse a uno retraído para sostenerlo.

Al unir estos dos factores, la forma de obtener el máximo rendimiento de un solenoide es, por lo general, conducirlo con una corriente alta inicialmente y luego cambiar a una corriente más baja (ya sea reduciendo el voltaje o activando y desactivando rápidamente la fuente de voltaje) suficiente para que la corriente del solenoide no suba ni baje demasiado).

Los conjuntos que usan solenoides para algún propósito (por ejemplo, abrir una válvula) generalmente solo necesitarán una cierta cantidad de fuerza, y pueden usar solenoides que pueden mantener el nivel asociado de corriente indefinidamente. Si la eficiencia energética es una preocupación, puede ser práctico conducir dichos conjuntos con una corriente inicial alta pero reducir la corriente una vez que se retraen. Los ensamblajes donde esto es práctico a menudo especificarán una corriente de retención además de la corriente de activación. Una pequeña advertencia es que algunos conjuntos incluyen una bobina de activación de alta corriente y una bobina de retención de baja corriente, y cambian automáticamente entre ellos usando un contacto de detección de posición. Tales ensamblajes generalmente deben ser conducidos con un voltaje estable no modulado.