12V versus 24V buisvormige magneetklep push-pull: hoe kies je de juiste spanning?

Hoofdstuk 1: Inleiding

Bij de keuze van een buisvormige duw-treksolenoïde voor industriële en automatiseringsapplicaties zijn er veel aspecten waarmee rekening moet worden gehouden, maar een van de belangrijkste is de keuze van de juiste spanning. Er zijn twee soorten solenoïden die werken op gelijkspanning: 12V en 24V. Beide spanningen kunnen een betrouwbare lineaire beweging garanderen, maar zijn niet onderling uitwisselbaar.

De 12V buisvormige push-pull solenoïde wordt veel gebruikt in compacte apparaten, batterijgevoede systemen, automechanismen, laagspanningsregelsystemen, enz. De 24V-versie wordt veel gebruikt in industriële automatisering, machines, schakelkasten, kleppen, sloten en andere apparatuur waar een grotere bedradingsafstand een cruciale factor is. De prestaties zijn echter niet alleen afhankelijk van de spanning, maar ook van parameters zoals kracht, slag, spoelweerstand, stroomsterkte, duty cycle, bedrijfstemperatuur, voeding, beschikbare ruimte en de gewenste levensduur. Deze handleiding legt het verschil uit tussen 12V en 24V buisvormige solenoïden en helpt u bij het kiezen van de juiste spanning.

Hoofdstuk 2: Wat is een Duw-trek buisvormige solenoïde?

Duw-trek buisvormige solenoïde – Dit is een lineaire elektromagnetische actuator die elektrische energie omzet in mechanische beweging. Het ontwerp omvat een cilindrisch lichaam, een elektromagnetische spoel, een beweegbare plunjer, een terugtrekmechanisme en elektrische aansluitingen.

Een elektrische spoel van de actuator wordt gevoed met een gelijkspanning die een elektromagnetisch veld opwekt. Het magnetische veld trekt de plunjer in een rechte lijn naar het midden van de spoel. Bovendien kan de actuator worden ontworpen voor een duw-, trek- of duw-trekfunctie.

De buisvorm zorgt voor een compacte en cilindrische constructie van de actuator, waardoor deze gemakkelijk te integreren is met machines en automatiseringssystemen.

Veelvoorkomende toepassingen zijn

Automatische deuren en vergrendelingsmechanismen

Doseerautomaten

Industrieën met automatiseringsrobots en medische apparatuur

Automechanisme.

Elektrische schakelaars en werking van magneetventielen

Beveiligings apparaten.

Automatiseringsmachines

Hanteren van apparatuur.

Bij de keuze van de spanning moet rekening worden gehouden met alle elektrische en mechanische eisen, niet alleen met de spanning zelf.

Hoofdstuk 3: Fundamenteel onderscheid tussen 12V en 24V buisvormige solenoïden

Het fundamentele verschil tussen een 12V en een 24V buisvormige push-pull solenoïde zit hem in de spanning die nodig is om de spoel van stroom te voorzien.

Een 12V-solenoïde verbruikt ongeveer twee keer zoveel stroom als een 24V-solenoïde om dezelfde arbeid te verrichten.

Als een solenoïde bijvoorbeeld 24 W verbruikt:

Versie 12 V ~2 A, Versie 24 V ~1 A

De exacte stroomsterkte hangt af van het ontwerp en de weerstand van de spoel, maar deze relatie is nuttig voor het ontwerp van elektrische systemen.

Het visualiseren van de dichtheid is nuttig om de fysieke relaties tussen de materialen te begrijpen. De keuze van de spanning is voornamelijk een kwestie van elektrisch ontwerp. In dit geval geldt de volgende relatie: met een hogere spanning kan hetzelfde vermogen worden overgebracht met een lagere stroomsterkte.

Dit kan gevolgen hebben voor de afmetingen van de bedrading, de connector en de schakelcomponenten, de spanningsval en het rendement van het elektrische systeem.

Hoofdstuk 4: Wanneer een 12V buisvormige solenoïde te gebruiken

Als de machine een 12V DC-voedingssysteem gebruikt, is het beter om een ​​12V buisvormige magneetschakelaar met duw-trekfunctie te kiezen.

4.1 Apparatuur op batterijen

Veel draagbare en mobiele apparaten werken op 12V. Door een 12V-solenoïde te gebruiken, is het niet nodig om een ​​extra spanningsomvormer te installeren.

Voorbeelden hiervan zijn mobiele apparatuur, automechanismen, batterijgevoede sloten en automatiseringssystemen.

4.2 12V-besturingssysteem

Als de besturingselektronica een stabiele 12V DC-uitgang levert, is het eenvoudiger om het systeem te integreren met een 12V-actuator.

Voor de solenoïde heeft u geen extra 24V-voeding of DC-DC-omvormer nodig.

4.3 Draden met een korte afstand.

De 12V-spoel heeft een hoge stroomsterkte, maar dit zal geen probleem zijn bij machines met een korte bedrading.

4.4 Kleine vormfactor

12V-solenoïden zijn erg handig voor kleine apparaten met een 12V-voeding.

In elk geval moet je rekening houden met de spoelstroom afhankelijk van de voeding en de uitgang van de controller.

Hoofdstuk 5: Wanneer kies je voor een 24V buisvormige solenoïde?

Een 24V push-pull magneetklep is meestal van het buisvormige type en wordt gebruikt in industriële apparatuur.

5.1 Automatisering in de industrie

24V DC wordt veel gebruikt in PLC-besturingssystemen, sensoren, relais en industriële besturingscomponenten. Daardoor kunnen 24V buisvormige solenoïden eenvoudig in hetzelfde besturingssysteem worden geïntegreerd.

5.2 Verhoogde kabellengtes

De 24V-spoel levert hetzelfde vermogen met een lagere stroomsterkte dan de 12V-spoel en kan daarom voordeliger zijn bij relatief lange bedradingsafstanden.

Een lagere stroomsterkte helpt de spanningsval te verminderen en maakt het gebruik van dunnere draden mogelijk.

5.3 Lagere stroomvereisten

Stel dat de actuator 30W nodig heeft:

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25A De 24V-versie verbruikt ongeveer de helft van de stroom voor hetzelfde vermogen.

Het zal nuttig zijn bij het selecteren van kabels, connectoren, schakelaars, relais en besturingselektronica.

5.4 Besturingskasten voor de industrie

Als de machine een 24V DC-voeding gebruikt, is het eenvoudiger om een ​​24V buisvormige magneetschakelaar met duw-trekfunctie te kiezen.

Hoofdstuk 6: Heeft 24V meer vermogen dan 12V?

Nee. Niet helemaal.

Dit is een van de belangrijkste factoren om rekening mee te houden bij het vergelijken van solenoïdespanningen.

Een 24V-solenoïde is niet twee keer zo sterk als een 12V-solenoïde. De trekkracht hangt af van vele factoren, zoals...

Inductorontwerp

omwentelingen per minuut (RPM)

Spoelweerstand

En nu de

Magnetisch circuit

Plunjermateriaal

Plunjerdiameter

Luchtspleet – Slag

Lichaamsontwerp

Het werk Temperatuur

6.1 Toegepaste spanning

Daarom kan een goed ontworpen 12V buisvormige magneetklep met duw-trekfunctie dezelfde of een hogere trekkracht hebben dan een slecht ontworpen 24V-model.

Vergelijk het product van de fabrikant altijd op spanning, krachtcurve, slag, stroomsterkte, stroomverbruik en inschakelduur – niet alleen op spanning.

Spanning, stroom en vermogen

De basisrelatie van elektriciteit is

6.2 Vermogen = Spanning * Stroomsterkte, dus Stroomsterkte = Vermogen / Spanning

Als het benodigde vermogen constant is, zal een verhoging van de spanning de stroomsterkte verlagen.

Soortgelijk:

Voeding 12V Stroom 24V Stroom

6W 0.50A 0.25A 12W 1.00A 0.50A 24W 2.00A 1.00A 36W 3.00A 1.50A

Dit zijn vereenvoudigde versies van de getallen. De stroomsterkte van de solenoïde moet altijd worden geraadpleegd volgens de specificaties van de betreffende spoel.

Dit verschil kan belangrijk zijn bij het ontwerp van automatische machines met een hoge productiecapaciteit en veel elektromagnetische kleppen.

6.3 Werk- en warmtebelasting

Een andere factor is de warmteontwikkeling.

De push-pull buisvormige solenoïde zet elektrische energie om in magnetische en mechanische energie. Een deel van de elektrische energie wordt echter in de spoel omgezet in warmte.

Tijdens continu gebruik van de solenoïde kan de temperatuur van de spoel aanzienlijk oplopen.

Houd rekening met de volgende aspecten voordat u voor 12V of 24V kiest:

Regelmatige/intermitterende dienstverlening

Verrichtingscyclus:

Omgevingstemperatuur

Energie van de spoel

Maximale temperatuur van de spoel “Vereiste bedrijfsfrequentie”

Koelsysteem

Een solenoïde met een duty cycle van 25% mag niet in de continue modus worden gebruikt.

Sommige toepassingen vereisen een hoge trekkracht met een hoge startstroom, gevolgd door een lage houdstroom. Een dergelijk ontwerp helpt warmteontwikkeling en energieverbruik te verminderen.

Hoofdstuk 7: Controleer uw voeding

De meest eenvoudige selectieregel kan als volgt worden geformuleerd:

Probeer, indien mogelijk, een solenoïdespanning te vinden die overeenkomt met uw gelijkstroomvoeding.

Als uw machine een 12V DC-voeding heeft, is een 12V buisvormige magneetschakelaar met duw-trekfunctie een goede optie.

Voor een machine met een standaard 24V DC industriële voeding is een 24V magneetventiel een voor de hand liggende keuze.

Een verkeerde spanningskeuze leidt tot slechte prestaties.

Als je een solenoïde van 24V probeert aan te sluiten op 12V, is de magnetische kracht mogelijk niet voldoende; de ​​solenoïde kan langzaam bewegen, de volledige slag niet maken of zelfs helemaal niet in beweging komen.

Het continu toevoeren van 24V aan een 12V-spoel zal leiden tot overstroom en oververhitting.

Controleer daarom de nominale spanning voordat u gaat testen.

Hoofdstuk 8. Overweeg bedrading en spanningsval.

Naarmate de kabellengte toeneemt, neemt de spanningsval toe.

Het 12V-systeem heeft een kleinere spanningsmarge dan het 24V-systeem. Een spanningsval van 1V is bijvoorbeeld ongeveer

12V-voeding 8.3%

24V voeding 4.2%

In sommige industriële toepassingen kan een 24V buisvormige magneetschakelaar met push-pull-schakeling beter bestand zijn tegen spanningsverlies.

Het is met name gunstig als de magneetklep op een afstand van enkele meters van de schakelkast is geïnstalleerd.

Maar de juiste kabeldikte blijft belangrijk.

Hoofdstuk 9: 12V of 24V – Een snelle vergelijking

Hoofdstuk 10: De juiste spanning kiezen

5 stappen om een ​​buisvormige push-pull solenoïde te selecteren:

Stap 1. Bepaal de mogelijke spanning.

Zoek uit wat de uitgangsspanning van uw apparaat is (12V DC, 24V DC, enz.).

Stap 2: Bepaal de benodigde kracht

Bereken de minimale resulterende duw-trekkracht tijdens de werkslag.

Kies nooit een solenoïde op basis van de maximale kracht die deze kan leveren.

Stap 3. Bereid je voor op een beroerte.

Bepaal hoeveel beweging je nodig hebt. De kracht van een solenoïde is meestal afhankelijk van de positie van de plunjer.

Stap 4: Test van de werkcyclus

Werkt de solenoïde continu (aan/uit) of altijd (aan)?

Het ontwerp van de spoel kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van de inschakelduur (10%, 25%, 50% of 100%).

Stap 5: Volledige specificatievergelijking

“Nominale spanning

Slagkracht nu,

Duwkracht

Trekkracht

Inschakelduur.

Temperatuur van de spoel tijdens bedrijf

Frequentie van operatie

Montage en afmetingen

Type connector

Gemiddelde levensduur

De beste push-pull buisvormige solenoïde is degene die aan alle eisen van uw toepassing voldoet.

Hoofdstuk 11. Kan ik een 12V-solenoïde gebruiken op een 24V-systeem?

Ja, maar niet rechtstreeks op 24V.

Je hebt een geschikte spanningsregelaar of -omvormer nodig om de aangeleverde spanning naar de spoel te verlagen.

Een 24V buisvormige magneetschakelaar met push-pull-schakeling kan ook in een 12V-systeem werken met behulp van een geschikte spanningsomvormer of -driver in het elektrische systeem.

Maar de extra spanningsomvormer maakt het systeem complexer en verhoogt de kosten. Meestal is het beter om een ​​magneetventiel te vinden dat geschikt is voor de netspanning van de machine.

12V of 24V: welke is beter?

Geen spanning meer.

Kies 12V als:

De machine wordt gevoed door 12V gelijkstroom.

De applicatie werkt op batterijen.

De kabels zijn kort.

De meegeleverde controller levert de benodigde stroom.

De voornaamste toepassing is kleine mobiele apparatuur.

Kies 24V als:

De machine wordt aangestuurd door een 24V industrieel besturingssysteem.

De kabels zijn langer.

Het huidige gebruik is lager.

Meerdere actuatoren zijn tegelijkertijd in werking.

Integratie met industriële automatisering/PLC is vereist.

In de meeste industriële automatiseringsapplicaties is een 24V DC-systeem handiger. 12V is een betere keuze voor batterijgevoede systemen en automobieltoepassingen.

Definitieve checklist voor het selecteren van een Buisvormige magneetklep met duw-trekfunctie

Controleer de specificaties bij de fabrikant van uw magneetventiel voordat u bestelt.

Is de spoel 12V of 24V DC?

Wat is de bedrijfsstroom?

Wat is het vermogen van de spoel?

Wat is de kracht van duwen en trekken?

Welke lijn is gespecificeerd?

Wat is een duty cycle?

Bedrijfstemperatuur? Wat is de maximale temperatuur?

Wat is de verwachte levensduur?

Wordt de kracht uitgeoefend tijdens de slag?

Wil je de spoel aanpassen aan je voeding?

Als uw toepassingen veeleisender zijn, vraag dan een proefexemplaar aan en test de actuator onder realistische omstandigheden wat betreft belasting, spanning, temperatuur, slag en inschakelduur.

Hoofdstuk 12: Veelgestelde vragen over 12V of 24V buisvormige magneetventielen met push-pull-schakeling

1. Wat is het verschil tussen een 12V en een 24V buisvormige magneetklep met push-pull-schakeling?

Het belangrijkste verschil is de nominale spanning waarop het apparaat werkt. Er is een 12V buisvormige magneetklep met push-pull-functie (12V DC-voeding) en een 24V-versie (24V DC-voeding). De 24V-versie verbruikt de helft van de stroom van de 12V-versie voor hetzelfde vermogen.

2. Hoeveel sterker is een 24V buisvormige solenoïde dan een 12V solenoïde?

Misschien niet. De kracht van de solenoïde is afhankelijk van het spoelontwerp, de stroomsterkte, het magnetische circuit, de grootte van de plunjer, de slag, de luchtspleet en vele andere parameters. Een goede 12V buisvormige push-pull solenoïde kan een gelijke of zelfs grotere kracht hebben dan een 24V model met een ander spoelontwerp.

3. Waarom zijn 24V-solenoïden zo populair in de industriële automatisering?

24V DC is een standaardspanning voor industriële besturingssystemen. Een 24V buisvormige push-pull solenoïde kan het benodigde vermogen leveren met een lagere stroomsterkte dan een vergelijkbare 12V spoel. Dit kan leiden tot minder bedrading, connectoren, schakelcomponenten en PLC-integratie.

4. 12V versus 24V: welke spanning is beter voor apparatuur op batterijen?

Een andere optie die vaak wordt gebruikt wanneer de apparatuur al wordt gevoed door een 12V-accu of elektrisch systeem, is een 12V-buisvormige magneetklep met duw-trekfunctie. Je kunt een 24V-magneetklep gebruiken met een stroomomzettingssysteem. Dit voegt wel extra elektrische componenten toe.

5. Wordt een 24V-solenoïde minder warm dan een 12V-solenoïde?

Nee, niet altijd. De warmteontwikkeling is afhankelijk van het spoelvermogen, de spoelweerstand, de duty cycle, de omgevingstemperatuur en het thermische ontwerp van de solenoïde. Een 24V-spoel verbruikt minder stroom voor hetzelfde vermogen, maar je moet de temperatuurprestaties van het specifieke solenoïdeontwerp controleren.

6. Is de kabellengte belangrijk bij 12V en 24V?

Ja. Spanningsverlies wordt veroorzaakt door de weerstand van de kabel. Hetzelfde spanningsverlies is een groter percentage van de 12V-voeding dan van de 24V-voeding. Daarom kan de 24V buisvormige magneetschakelaar met push-pull-schakeling een handigere elektrische oplossing zijn voor langere kabeltrajecten, mits het hele systeem correct is ontworpen.

Hoofdstuk 13: Samenvatting

Kies een 12V of 24V buisvormige duw-treksolenoïde niet alleen op basis van de spanning. De juiste keuze hangt af van de beschikbare stroombron, de vereiste kracht en slag, de inschakelduur, de kabellengte, de bedrijfstemperatuur, het besturingssysteem en het algehele machineontwerp.

Het 12V-model is geschikt voor systemen op batterijen en kleinere systemen. Het 24V-model is beter geschikt voor industriële automatisering en PLC-gestuurde apparatuur, omdat het minder stroom levert bij hetzelfde vermogen.

Het belangrijkste punt is dat u er niet van uit moet gaan dat een hogere spanning altijd een hogere kracht betekent. Alle elektrische en mechanische specificaties van professioneel ontworpen buisvormige push-pull-solenoïden moeten in overweging worden genomen.

De juiste keuze van de solenoïdespanning, afgestemd op de elektrische architectuur van de machine, en de controle van kracht, slag, inschakelduur en thermische prestaties, garanderen een betrouwbare werking, een langere levensduur en een eenvoudigere systeemintegratie.