¿Una electroválvula permite un funcionamiento continuo durante periodos muy largos?

Question

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

¿Puedo utilizarlos en un ciclo de trabajo continuo como ciertos relés o están destinados a ser utilizados sólo durante cierta duración a la vez?

Me preocupa que se quemen las bobinas del solenoide.

La hoja de datos original parece ser japonesa.

Tengo una pregunta más que podría salirse un poco del tema. Intenté quitar la parte de conexión del solenoide que estaba sujeta por dos tornillos. Lo único que pude ver aparte de los dos agujeros de los tornillos fueron unos pequeños 3 agujeros. Pensaba que estas electroválvulas tenían unas "válvulas" que se abrían bajo el campo magnético cuando se activaban. Yo estaba bastante sorprendido cuando me di cuenta de que el interior con el solenoide para tener sólo 3 agujeros y cómo se controla. Cuando intenté conectarlo a una corriente continua de 24V no vi ningún movimiento visible aparte del clic. ¿Tenéis alguna idea de cómo puede estar funcionando?

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

Answer 1

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

No hay ningún límite de ciclo de trabajo en las bobinas que figuran en la hoja de datos. Sería muy inusual que no estuvieran en funcionamiento continuo. Tenga en cuenta que son solenoides - operados por el piloto en lugar de solenoide directo por lo que será bastante baja potencia - 1,8 W de acuerdo con la hoja de datos. Usted debe ser capaz de mantener su mano en la bobina cuando han sido alimentados por una hora.

Corriente de arranque y corriente de mantenimiento

Tenga en cuenta que los modelos de CA tienen una corriente de arranque mayor que la de mantenimiento. Esto se debe a que la inductancia de la bobina aumenta a medida que el solenoide es arrastrado hacia la bobina. Una mayor inductancia significa una mayor impedancia y una menor corriente. Dado que la corriente continua no se ve afectada por la inductancia después del tiempo inicial de encendido, la corriente de arranque y la corriente de mantenimiento están determinadas únicamente por la resistencia de la bobina.

Como resultado de lo anterior, los solenoides alimentados por CA (y los relés / contactores) tienen una ventaja integrada de ahorro de energía sobre la CC. Sin embargo, la amplia adopción de 24 V como tensión de alimentación de los sistemas de control industrial estándar significa que tenemos que vivir con la penalización de energía.

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Truco de reducción de potencia del solenoide de CC

Sólo porque surgió en los comentarios ...

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Figura 1. Circuito economizador de energía para un relé o solenoide de corriente continua. Inicialmente, se aplica toda la tensión a la bobina a través de su propio contacto normalmente cerrado (NC), pero a medida que se energiza, la conexión directa se interrumpe y la alimentación de la resistencia de caída de tensión toma el relevo.

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Operación piloto

Tengo una pregunta más que podría salirse un poco del tema. Intenté quitar la parte de conexión del solenoide que estaba sujeta por dos tornillos. Todo lo que pude ver aparte de los dos agujeros de los tornillos eran pequeños 3 agujeros. Pensaba que estas electroválvulas tenían unas "válvulas" que se abrían bajo el campo magnético cuando se activaban. Yo estaba bastante sorprendido cuando me di cuenta de que el interior con el solenoide para tener sólo 3 agujeros y cómo se controla. Cuando intenté conectarlo a una corriente continua de 24V no vi ningún movimiento visible aparte del clic. ¿Tenéis alguna idea de cómo puede estar funcionando?

_Figura 2. Animación de una electroválvula 5/2. Fuente: ZDSPB.com ._

Explicación

Figura 3. Anotada como referencia con el texto siguiente.

Esta válvula tiene cinco puertos (1) a (5) y dos posiciones (izquierda y derecha). Por lo tanto, es una 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 sencillo.
• (6) es el solenoide. Este mueve el actuador (7). Tenga en cuenta que 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 superar la resistencia del sello, etc.
• Cuando el piloto está apagado, el aire de la red desde (1) a través de (8) se introduce en (10) para conducir el carrete a la derecha - la posición normal. La salida (3) se activará mientras la salida (2) se ventila en (5).
• Cuando el solenoide se energiza, 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 la red en (12) mueve entonces el carrete (11) hacia la izquierda, el puerto (2) se energiza y el puerto (3) se agota en (4).
• Obsérvese que mientras se aplica presión de aire a ambos extremos del carrete, la superficie en (10) es mayor que en (12), por lo que el carrete se mueve hacia la derecha.

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

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

Tenga en cuenta que hay muchas variaciones ingeniosas de estas válvulas. Algunas pueden usar sólo el resorte en (12) y no tener asistencia de aire piloto. En algunas, el solenoide mueve un diminuto diafragma de goma suave para permitir la entrada de aire en (10).

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Figura 4. La parte inferior de la válvula piloto.

(1) y (2) serán la alimentación y el accionamiento de la presión de la válvula piloto al carrete. ¿Cómo lo sabemos? Porque (3) no tiene junta de estanqueidad y el único lugar donde las fugas no importan es en el escape, así que (3) debe ser la lumbrera de escape (13) en la figura 3.

Answer 2

Realmente depende del modelo.

Algunos pueden tener una corriente de activación y una corriente de mantenimiento. Este último tipo necesitaría ser activado inicialmente con más energía para realizar el "movimiento" y luego mantenerse con menos fuerza. Esa información estará en la hoja de especificaciones. Sin embargo, me sorprendería que este solenoide necesitara esa manipulación. Cosas como esta suelen ser controladas por simples interruptores mecánicos y relés.

Si no tienes una hoja legible pero tienes la propia unidad, puedes probarla con la carga completa y ver si se calienta.

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

Answer 3

La mayoría estará clasificada para trabajo continuo, algunos podrían estar clasificados sólo para trabajo intermitente. Se indica 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 de nuevo más tarde cuando está caliente. El cobre tiene un tempco de aproximadamente 0,4%/C, o 10% para un aumento de 25C. Yo estaría feliz de hacer funcionar las bobinas hasta un aumento de 50C, o un 20% muy medible en la resistencia de la bobina.

Al igual que los relés, yo esperaría que una electroválvula fuera capaz de mantenerse por debajo de su corriente de arranque. Si usted encuentra que se calienta demasiado en el uso continuo, entonces usted podría experimentar para ver lo que la corriente más baja se mantenga en, y ejecutarlo justo por encima de eso, en lugar de en 24v todo el tiempo.

Answer 4

Muchos solenoides podrán soportar un cierto nivel de corriente momentáneamente y un nivel inferior de corriente continuamente. Además, en la mayoría de las aplicaciones, la cantidad de corriente que se debe suministrar a un solenoide extendido para llevarlo a su posición será mayor que la cantidad que se debe suministrar a uno retraído para mantenerlo.

Si se juntan estos dos factores, la forma de obtener el máximo rendimiento de un solenoide suele ser accionarlo con una corriente alta al principio, y luego cambiar a una corriente más baja (ya sea reduciendo la tensión, o encendiendo y apagando la fuente de tensión lo suficientemente rápido como para que la corriente del solenoide no suba y baje demasiado).

Los conjuntos que utilizan solenoides para algún propósito (por ejemplo, abrir una válvula) normalmente sólo necesitarán una cierta cantidad de fuerza, y pueden utilizar solenoides que puedan mantener el nivel de corriente asociado indefinidamente. Si la eficiencia energética es una preocupación, puede ser práctico accionar estos conjuntos con una corriente inicial alta pero reducir la corriente una vez que se retraen. Los conjuntos en los que esto es práctico suelen especificar una corriente de mantenimiento 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 menor corriente, y cambian automáticamente entre ellas utilizando un contacto de detección de posición. Por lo general, estos conjuntos deben accionarse con una tensión constante no modulada.

Answer 5

Cuando conduzco solenoides, suelo utilizar circuitos de "golpear y mantener". Esto se debe a que la mayoría de los fabricantes especifican que sus bobinas se calientan como el humo en sus superficies, es decir, cerca de la ebullición / caliente al tacto. Gran parte de los equipos médicos en los que trabajo se verían afectados negativamente por esto, y también funcionan con fuentes de alimentación ACDC de calidad que no sufren caídas. Supercat y Trevor mencionaron esto y es una preocupación válida. Sin embargo, si estás diseñando una placa de circuito impreso y estás interesado en que se produzcan caídas en un circuito como éste, consulta el DRV103 de TI:

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

Puedes ajustar la duración del "golpe" con un pasivo, el ciclo de trabajo de "retención" con otro pasivo, y también obtienes indicación de circuito abierto y sobrecarga a través de un pin de fallo. No es perfecto para todas las implementaciones, pero si quieres retroalimentación sobre la carga desde el nivel del PC y la reducción de la temperatura de funcionamiento del solenoide, esta es una gran manera de conseguirlo.