Bobinas de solenoide
Las bobinas Beris están diseñadas y probadas para un servicio continuo. Todos cumplen las especificaciones de resistencia térmica según IEC 216.
Bobina 鈥 檚 propio aumento de temperatura debido a la activación.
Incluyendo el efecto de la temperatura del fluido en los límites nominales del catálogo (características eléctricas, operador de solenoide sole 檚 rango de temperatura ambiente)
Las bobinas estándar están disponibles para las clases de aislamiento E, F y H. La clase de aislamiento determina la temperatura máxima de funcionamiento 鈥 檚 de la bobina para una vida específica:
El aumento de temperatura de las bobinas energizadas continuamente depende del tamaño y el consumo de energía. Esto, a su vez, determina la clasificación de presión diferencial máxima de una válvula como se indica en el catálogo.
Un ejemplo para la clase de aislamiento F. El aislamiento está diseñado para que la bobina funcione a temperaturas de acuerdo con la clase F, es decir, 155 ° C. El aumento de temperatura de la bobina cuando se energiza es limitado, dependiendo del tipo de bobina (por ejemplo, 80 鈩 (FT), 95 鈩 , 105 鈩 (FB), 130 鈩 (FF)).
Según el tipo de bobina utilizada, la temperatura ambiente máxima del operador de solenoide (indicada en under 淓 características eléctricas 鈥 en las páginas específicas del catálogo), incluidos los efectos de la temperatura del fluido, puede ser de 75,60,50 o 25 鈩.
Los factores determinantes pueden ser:
Cálculos
Para solenoides de acción directa, podemos calcular la fuerza de tracción del solenoide por medio de la siguiente ecuación aproximada:
Ejemplo
Un solenoide promedio tendrá una fuerza de tracción de aproximadamente 15 N. Para utilizar este solenoide con una diferencia de presión de 1 MPa (10bar), podemos calcular el diámetro máximo del orificio.
Para aplicaciones de baja presión como quemadores de gas, dispensación automática o sistemas de bajo vacío de hasta 0,1 MPa, el diámetro del orificio equivale a 19,5 mm.
Las construcciones operadas por piloto interno (diafragma flotante o pistón flotante) utilizan un pequeño orificio (el piloto) para controlar la presión al diafragma o pistón. Los orificios principales grandes se pueden abrir o cerrar a una presión razonable de hasta 15 MPa.
Consideraciones básicas de diseño
El campo electrico
Para usar el solenoide como controlador para válvulas, primero debemos aprender cómo el magnetismo generado por el solenoide se puede convertir en energía mecánica.
Si se aplica un cierto voltaje a la bobina del solenoide, una corriente eléctrica fluirá a través de sus devanados y creará un campo magnético alrededor de la bobina.
Este archivo depende de la cantidad de corriente, el número de devanados y la longitud de la bobina y se expresa mediante la siguiente ecuación:
Sin embargo, descubrimos que la conductancia del campo magnético 鈥 搇 ines difiere para todo tipo de material.
Esta conductancia se llama: permeabilidad 鈥渭鈥 .
Para aspirar la permeabilidad:
u0 = 4. 蟺 .10-7 (H / m) o (Vs / Am)
u = u0..ur. [u = B / H]
tu aire = 1
Nos distinguimos:
- diamagnético:
ur <1 (bismuto, antimonio)
-paramagnético:
ur = 1 (aluminio, cobre)
-ferromagnético:
ur> 1 (hierro, níquel, cobalto)
Para identificar la 鈥 渦 r 鈥 adecuada o la inducción 鈥 淏 鈥 podemos hacer uso de la
las llamadas curvas de ciclo de histéresis para los materiales ferromagnéticos.
El núcleo de BERIS y el material de las bujías son acero inoxidable ferromagnético especial de alta compatibilidad química. Si se utilizan tablas, debería aplicarse la siguiente ecuación:
B = u0..ur.H (T)
Solenoides de CA y CC
Como es importante conocer el campo eléctrico, tenemos que conocer la corriente a través de la bobina.
Para construcciones de CC, podemos calcular fácilmente la corriente con la ecuación:
Sin embargo, para las construcciones de CA no solo tenemos que tratar con la resistencia óhmica pura, sino también con la resistencia de CA, la llamada reactancia 鈥 榵 L 鈥 .
Para encontrar la impedancia 鈥 榋 鈥 tenemos que combinar los valores de 鈥 榵 L 鈥 y 鈥 楻 鈥 en un diagrama vectorial. Ahora podemos calcular la corriente mediante:
El valor de 鈥 榵 L 鈥 depende del gas de aire entre el núcleo y la conexión y es menor cuando el gas es grande.
Por tanto, podemos encontrar una diferencia entre la corriente que atraviesa la bobina cuando el núcleo está en su posición inferior (irrupción) y una corriente con el núcleo en su posición superior (retención).
Fuerza de tracción de un imán
Con el conocimiento del campo eléctrico y la inducción podemos determinar la fuerza del impulsor del solenoide mediante la siguiente ecuación:
Como muestran los tres gráficos de la izquierda, el espacio de aire entre el núcleo y la clavija determina la inducción 鈥 淏 鈥 y, por lo tanto, la fuerza de tracción 鈥 淔 鈥 . Las llamadas curvas de carrera de tracción muestran para cada solenoide sus curvas típicas.
Diferencias entre solenoides de CA y CC
Hay dos categorías de válvulas solenoides: la primera categoría con diseño idéntico de CA y CC ofrece una fácil adaptación de la misma válvula a CA o CC; la intercambiabilidad total está asegurada para corriente alterna o continua.
El plugnut y el núcleo de las válvulas de la segunda categoría tienen forma cónica (estranguladas) y se debe montar una pieza especial no magnetizable para evitar que el núcleo se pegue en su posición superior debido a la presencia de magnetismo residual. Esta parte se llama 鈥 渂 pieza de repetición 鈥
Comparación de solenoide CA / CC
Servicio AC
Servicio DC
Consumo de energía para CA:
Con:
PA = valor de VA de irrupción
PM = valor de VA de retención
Consumo de energía para CC
P (W) = UI
Yo (A) = P (w) / U (V)
Clasificaciones de potencia nominal
Las potencias nominales indicadas en las tablas 鈥 淓 CARACTERÍSTICAS LÉCTRICAS 鈥 son valores medios y se basan en medidas en productos estándar. En la mayoría de los casos, las tablas muestran valores para condiciones frías y calientes.
Deben reconocerse las siguientes definiciones.
Clasificaciones de potencia nominal en frío
Este valor en vatios representa la cantidad de energía disipada por el sistema de bobina después de la conexión a la fuente de alimentación.
En este caso la bobina tiene la misma temperatura que la ambiente o, en algunas situaciones, la temperatura del medio manipulado. Lo anterior da como resultado una resistencia nominal de la bobina fría. La resistencia de la bobina fría es menor que la resistencia de la bobina caliente, lo que da como resultado una potencia nominal más alta en condiciones de frío que en caliente.
En la práctica, la potencia nominal en frío debe tenerse en cuenta cuando se opera una válvula solenoide (por primera vez).
Clasificaciones de potencia nominal caliente
Después de un cierto período de tiempo, el sistema de serpentines se calienta 鈥 搖 py alcanza una temperatura operativa final. Este período de tiempo puede variar, según la construcción del solenoide, la variación de voltaje, la temperatura ambiente, el tamaño de la válvula y el sistema de tuberías, de 1 a 5 horas de funcionamiento.
Lo anterior da como resultado una resistencia nominal de la bobina caliente. La resistencia de la bobina caliente es mayor que la resistencia de la bobina fría, lo que resulta en una potencia nominal más baja en condiciones de calor que en frío.
En la práctica, la potencia nominal en caliente debe tenerse en cuenta cuando se deben realizar cálculos para aplicaciones de batería de costo o vida útil.
Observaciones generales
Las clasificaciones de potencia fría y caliente se definen en condiciones de funcionamiento nominales, es decir:
Tenga en cuenta que lo siguiente puede influir en los valores dados:
