Elektromagnes rurowy typu push-pull 12 V kontra 24 V: Jak wybrać odpowiednie napięcie

Rozdział 1: Wprowadzenie

Wybór elektromagnesu rurowego typu push-pull do zastosowań przemysłowych i automatyki obejmuje wiele kwestii, ale jedną z najważniejszych jest dobór odpowiedniego napięcia. Istnieją dwa rodzaje elektromagnesów pracujących pod napięciem stałym: 12 V i 24 V. Oba napięcia zapewniają niezawodny ruch liniowy, ale nie są zamienne.

Elektromagnes rurowy 12 V typu push-pull jest szeroko stosowany w urządzeniach kompaktowych, systemach zasilanych bateryjnie, mechanizmach samochodowych, niskonapięciowych systemach sterowania itp. Wersja 24 V jest powszechnie stosowana w automatyce przemysłowej, maszynach, szafach sterowniczych, zaworach, zamkach i innych urządzeniach, w których zwiększona długość przewodów jest kluczowym czynnikiem. Ich wydajność nie zależy jednak od napięcia, ale od takich parametrów, jak siła, skok, rezystancja cewki, prąd, współczynnik wypełnienia, temperatura pracy, zasilanie, dostępna przestrzeń i wymagana żywotność. Niniejszy poradnik wyjaśnia różnice między elektromagnesami rurowymi 12 V i 24 V oraz pomoże w doborze odpowiedniego napięcia.

Rozdział 2: Czym jest Elektromagnes rurowy typu push-pull?

Elektromagnes rurowy typu push-pull — liniowy siłownik elektromagnetyczny, który przekształca energię elektryczną w ruch mechaniczny. Jego konstrukcja obejmuje korpus cylindryczny, cewkę elektromagnetyczną, ruchomy tłok, mechanizm powrotny i zaciski elektryczne.

Cewka elektryczna siłownika jest zasilana napięciem stałym, wytwarzając pole elektromagnetyczne. Pole magnetyczne wciąga tłok po linii prostej do środka cewki. Siłownik może być również zaprojektowany jako pchający, ciągnący lub przeciwsobny.

Rurowa forma sprawia, że ​​siłownik ma zwartą i cylindryczną konstrukcję, co ułatwia jego integrację z maszynami i urządzeniami automatyki.

Typowe zastosowania to:

Drzwi automatyczne i mechanizmy blokujące

Maszyny dozujące

Branże z automatyzacją Robotyka i sprzęt medyczny

Mechanizm samochodowy.

Przełączniki elektryczne i działanie zaworów elektromagnetycznych

Urządzenia bezpieczeństwa.

Maszyny automatyzacyjne

Obsługa sprzętu.

Wybierając napięcie, należy wziąć pod uwagę wszystkie wymagania elektryczne i mechaniczne, a nie tylko samo napięcie.

Rozdział 3: Podstawowe rozróżnienie między elektromagnesami rurowymi 12 V i 24 V

Podstawową różnicą pomiędzy elektromagnesem rurowym typu push-pull o napięciu 12 V i 24 V jest napięcie niezbędne do zasilania cewki.

Elektromagnes 12 V będzie zużywał około dwa razy więcej prądu niż elektromagnes 24 V do wykonania tej samej pracy.

Na przykład, jeśli elektromagnes pobiera 24 W:

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

Dokładna wartość prądu zależeć będzie od konstrukcji cewki i jej rezystancji, ale zależność ta będzie przydatna przy projektowaniu układu elektrycznego.

Wizualizacja gęstości jest przydatna do zrozumienia zależności fizycznych między materiałami. Wybór napięcia jest głównie kwestią związaną z projektowaniem instalacji elektrycznej. W tym przypadku istotna zależność jest następująca: przy wyższym napięciu można przesłać tę samą moc przy niższym natężeniu prądu.

Może to mieć wpływ na rozmiary przewodów, złączy, elementów przełączających, spadek napięcia i wydajność układu elektrycznego.

Rozdział 4: Kiedy używać elektromagnesu rurowego 12 V

Jeżeli maszyna korzysta z układu zasilania prądem stałym 12 V, lepiej wybrać 12-woltowy elektromagnes rurowy typu push-pull.

4.1 Sprzęt zasilany bateryjnie

Wiele urządzeń przenośnych i mobilnych korzysta z napięcia 12 V. Dzięki elektromagnesowi 12 V nie ma potrzeby instalowania dodatkowego przetwornika napięcia.

Przykładami są urządzenia mobilne, mechanizmy samochodowe, zamki zasilane bateryjnie i systemy automatyki.

4.2 Układ sterowania 12V

Jeżeli elektronika sterująca zapewnia stabilne napięcie wyjściowe 12 V DC, łatwiej będzie zintegrować system z siłownikiem 12 V.

Nie będziesz potrzebować dodatkowego zasilacza 24 V ani przetwornika DC-DC tylko dla elektromagnesu.

4.3 Przewody o małej odległości.

Cewka 12 V ma wysoki prąd, ale nie będzie to stanowić problemu w maszynach z krótkimi odcinkami przewodów.

4.4 Mały współczynnik kształtu

Elektrozawory 12 V są bardzo przydatne w przypadku małych urządzeń z systemem zasilania 12 V.

W każdym razie należy wziąć pod uwagę prąd cewki zgodnie z zasilaniem i wyjściem sterownika.

Rozdział 5: Kiedy wybrać elektromagnes rurowy 24 V?

Elektromagnes typu push-pull o napięciu 24 V jest zwykle typu rurowego i stosowany w urządzeniach przemysłowych.

5.1 Automatyzacja w przemyśle

Napięcie 24 V DC jest powszechnie stosowane w systemach sterowania PLC, czujnikach, przekaźnikach i przemysłowych komponentach sterujących. Dzięki temu elektromagnesy rurowe 24 V można łatwo zintegrować z tym samym systemem sterowania.

5.2 Zwiększona długość kabla

Cewka 24 V dostarcza taką samą moc przy mniejszym natężeniu prądu jak cewka 12 V, dlatego może być korzystniejsza w przypadku stosunkowo długich odcinków przewodów.

Niższy prąd pozwala ograniczyć spadek napięcia i umożliwia stosowanie przewodów o mniejszej średnicy.

5.3 Niższe wymagania prądowe

Załóżmy, że siłownik wymaga 30W:

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25A Wersja 24V będzie zużywać około połowę prądu przy tej samej mocy.

Będzie pomocna przy doborze kabli, złączy, przełączników, przekaźników i elektroniki sterującej.

5.4 Szafy sterownicze dla przemysłu

Jeżeli maszyna korzysta z zasilania prądem stałym o napięciu 24 V, łatwiej będzie wybrać elektromagnes rurowy typu push-pull o napięciu 24 V.

Rozdział 6: Czy napięcie 24 V ma większą moc niż 12 V?

Nie. Nie do końca.

Jest to jeden z najważniejszych czynników, które należy wziąć pod uwagę przy porównywaniu napięć elektromagnesów.

Elektrozawór 24 V nie jest dwa razy mocniejszy od elektrozaworu 12 V. Siła naciągu zależy od wielu czynników, takich jak:

Projektowanie cewek indukcyjnych

obroty na minutę (RPMS)

Rezystancja cewki

A teraz

Obwód magnetyczny

Materiał tłoka

Średnica tłoka

Szczelina powietrzna – skok

Projektowanie ciała

Temperatura pracy

6.1 Napięcie przyłożone

Dlatego też dobrze zaprojektowany 12-woltowy elektromagnes rurowy typu push-pull może mieć taką samą lub większą siłę ciągu niż źle zaprojektowany model 24 V.

Zawsze porównuj produkty producenta pod kątem napięcia, krzywej siły, skoku, natężenia prądu, zużycia energii i współczynnika wypełnienia — nie tylko napięcia.

Napięcie, prąd i moc

Podstawowy związek elektryczności jest następujący:

6.2 Moc = Napięcie * Prąd, więc Prąd = Moc / Napięcie

Jeśli więc wymagana moc jest stała, to zwiększenie napięcia spowoduje zmniejszenie prądu.

Jak to:

Moc 12V Prąd 24V Prąd

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

Są to uproszczone wersje liczb. Prąd elektromagnesu należy zawsze odnosić do specyfikacji konkretnej cewki.

Różnica ta może mieć istotne znaczenie przy projektowaniu automatycznych maszyn o dużej wydajności, wyposażonych w wiele elektromagnesów.

6.3 Praca i obciążenie cieplne

Kolejnym czynnikiem jest wytwarzanie ciepła.

Rurowy elektromagnes przeciwsobny przetwarza energię elektryczną na energię magnetyczną i mechaniczną. Jednak część energii elektrycznej jest przekształcana w cewce w ciepło.

Podczas ciągłej pracy elektromagnesu temperatura cewki może znacznie wzrosnąć.

Przed wyborem 12 V lub 24 V weź pod uwagę następujące aspekty:

Regularna/przerywana usługa

Cykl operacyjny

Temperatura otoczenia

Energia cewki

Maksymalna temperatura cewki „Wymagana częstotliwość pracy”

Układ chłodzenia

Solenoidu o współczynniku wypełnienia 25% nie należy stosować w trybie ciągłym.

Niektóre zastosowania wymagają dużej siły naciągu i wysokiego prądu rozruchowego, a następnie niskiego prądu podtrzymania. Taka konstrukcja pomaga zmniejszyć zużycie ciepła i energii.

Rozdział 7: Sprawdź swój zasilacz

Najprostszą zasadę selekcji można przedstawić w następujący sposób:

Jeśli to możliwe, postaraj się uzyskać napięcie elektromagnesu odpowiadające napięciu zasilania prądem stałym.

Jeśli Twoja maszyna ma zasilanie 12 V prądu stałego, to dobrym wyborem będzie zawór przeciwsobny z elektromagnesem rurowym 12 V.

W przypadku maszyny ze standardowym przemysłowym zasilaniem 24 V DC, elektromagnes 24 V jest oczywistym wyborem.

Wybór niewłaściwego napięcia spowoduje słabą wydajność.

Jeśli spróbujesz podać napięcie 12 V do elektromagnesu 24 V, siła magnetyczna może okazać się niewystarczająca. Elektromagnes może poruszać się powoli, nie wykonać pełnego skoku lub w ogóle nie zacząć się poruszać.

Podanie napięcia 24 V do cewki 12 V w trybie ciągłym spowoduje nadmierny prąd i przegrzanie.

Dlatego przed przeprowadzeniem testu należy sprawdzić napięcie znamionowe.

Rozdział 8. Rozważ okablowanie i spadek napięcia

Wraz ze wzrostem długości kabla wzrasta spadek napięcia.

System 12 V ma mniejszy margines napięcia niż system 24 V. Na przykład spadek o 1 V wynosi około

Zasilanie 12V 8.3%

Zasilanie 24V 4.2%

W niektórych zastosowaniach przemysłowych 24-woltowy elektromagnes rurowy typu push-pull może być bardziej odporny na spadki napięcia.

Jest to szczególnie korzystne, jeżeli elektromagnes zamontowany jest w odległości kilku metrów od szafy sterowniczej.

Ale prawidłowy dobór rozmiaru kabla nadal ma znaczenie.

Rozdział 9: 12 V czy 24 V — szybkie porównanie

Rozdział 10: Wybór prawidłowego napięcia

5 kroków doboru elektromagnesu rurowego typu push-pull:

Krok 1. Ustal możliwe napięcie.

Sprawdź, jakie jest napięcie wyjściowe Twojej maszyny (12 V DC, 24 V DC itd.).

Krok 2: Określ siłę, której potrzebujesz

Oblicz minimalną wypadkową siłę pchania i ciągnięcia występującą podczas suwu roboczego.

Nigdy nie wybieraj elektromagnesu na podstawie jego maksymalnej siły znamionowej.

Krok 3. Przygotuj się na udar.

Dowiedz się, jakiego ruchu potrzebujesz. Siła elektromagnesu zazwyczaj zależy od położenia tłoka.

Krok 4: Test cyklu pracy

Czy elektromagnes działa ciągle (wł./wył.) czy zawsze (wł.)?

Konstrukcja cewki może się znacznie różnić w zależności od współczynnika wypełnienia (10%, 25%, 50% lub 100%).

Krok 5: Pełne porównanie specyfikacji

„Napięcie znamionowe

Moc uderzenia teraz,

Siła pchania

Siła przyciągania

Cykl pracy.

Temperatura cewki podczas pracy

Częstotliwość operacji

Montaż i rozmiary

Typ złącza

Średnia długość życia

Najlepszy elektromagnes rurowy typu push-pull to taki, który spełnia wszystkie wymagania danego zastosowania.

Rozdział 11. Czy mogę zastosować elektrozawór 12 V w układzie 24 V?

Tak, ale nie bezpośrednio do 24V.

Będziesz potrzebować odpowiedniego sterownika lub przetwornika napięcia, aby zmniejszyć napięcie dostarczane do cewki.

Sprzęgło elektromagnetyczne rurowe typu push-pull o napięciu 24 V może również działać w układzie 12 V za pomocą odpowiedniego przetwornika napięcia lub sterownika w układzie elektrycznym.

Jednak dodatkowy przetwornik napięcia skomplikuje system i zwiększy jego koszt. Zazwyczaj, jeśli uda się znaleźć elektromagnes pasujący do napięcia wyjściowego maszyny, to jest to lepsze rozwiązanie.

12 V czy 24 V — które jest lepsze?

Brak napięcia.

Wybierz 12V jeśli:

Maszyna zasilana jest prądem stałym o napięciu 12V.

Aplikacja jest zasilana bateryjnie.

Długość kabli jest krótka.

Dołączony regulator zapewnia niezbędny prąd.

Głównym zastosowaniem jest mały sprzęt mobilny.

Wybierz 24V jeśli:

Maszyna sterowana jest za pomocą przemysłowego układu sterowania 24V.

Długość kabli jest większa.

Obecnie wykorzystanie jest mniejsze.

Jednocześnie działa wiele siłowników.

Wymagana jest integracja automatyki przemysłowej/PLC.

W większości zastosowań automatyki przemysłowej wygodniejszy jest układ 24 V DC. W przypadku zastosowań zasilanych akumulatorowo i motoryzacyjnych lepszym wyborem będzie układ 12 V.

Ostateczna lista kontrolna do wyboru Rurowy elektromagnes typu push-pull

Przed złożeniem zamówienia należy sprawdzić specyfikację u producenta elektromagnesu:

Czy cewka jest na 12V czy 24V prądu stałego?

Jaki jest prąd roboczy?

Jaka jest moc cewki?

Jaka jest siła pchania i ciągnięcia?

Jaki jest określony skok?

Czym jest cykl pracy?

Temperatura pracy? Jaka jest maksymalna?

Jaki jest przewidywany czas życia?

Czy siła jest przyłożona do skoku?

Czy chcesz dostosować cewkę do swojego zasilacza?

Jeśli masz wymagające zastosowania, zamów próbkę i przetestuj siłownik w rzeczywistych warunkach obciążenia, napięcia, temperatury, skoku i cyklu pracy.

Rozdział 12: Często zadawane pytania dotyczące elektromagnesów rurowych typu push-pull 12 V lub 24 V

1. Czym jest zawór elektromagnetyczny rurowy typu push-pull 12 V i 24 V?

Główną różnicą jest napięcie znamionowe, przy którym będzie działać. Wersja 12 V z elektromagnesem rurowym typu push-pull (zasilanie 12 V DC) i wersja 24 V (zasilanie 24 V DC). Wersja 24 V pobiera o połowę mniej prądu niż wersja 12 V przy tej samej mocy.

2. O ile mocniejszy jest elektromagnes rurowy 24 V od elektromagnesu 12 V?

Być może nie. Siła elektromagnesu zależy od konstrukcji cewki, natężenia prądu, obwodu magnetycznego, rozmiaru tłoka, skoku, szczeliny powietrznej i wielu innych parametrów. Dobry elektromagnes rurowy typu push-pull 12 V może mieć równą, a nawet większą siłę niż model 24 V z inną konstrukcją cewki.

3. Dlaczego elektrozawory 24 V są tak popularne w automatyce przemysłowej?

Napięcie 24 V DC to standardowe napięcie w przemysłowych systemach sterowania. Elektromagnes rurowy typu push-pull 24 V może zapewnić niezbędną moc przy niższym natężeniu prądu niż podobna cewka 12 V. Pozwala to zmniejszyć liczbę przewodów, złączy, elementów przełączających i integracji PLC.

4. 12 V kontra 24 V — które napięcie jest lepsze w przypadku urządzeń zasilanych bateryjnie?

Inną opcją, często stosowaną w przypadku urządzeń zasilanych z akumulatora 12 V lub instalacji elektrycznej, jest elektromagnes rurowy 12 V typu push-pull. Można zastosować elektromagnes 24 V z układem konwersji mocy. Dodaje on dodatkowe elementy elektryczne.

5. Czy elektromagnes 24 V generuje mniej ciepła niż elektromagnes 12 V?

Nie, nie zawsze. Ciepło zależy od mocy cewki, jej rezystancji, współczynnika wypełnienia, temperatury otoczenia i konstrukcji termicznej elektromagnesu. Cewka 24 V zużywa mniej prądu przy tej samej mocy, ale należy sprawdzić charakterystykę temperaturową konkretnego typu elektromagnesu.

6. Czy długość kabla ma znaczenie w przypadku napięcia 12 V i 24 V?

Tak. Spadek napięcia spowodowany rezystancją kabla. Ten sam spadek napięcia stanowi większy procent zasilania 12 V niż 24 V. Zatem elektromagnes rurowy 24 V typu push-pull może być wygodniejszym rozwiązaniem elektrycznym w przypadku dłuższych odcinków okablowania, jeśli cały system jest prawidłowo zaprojektowany.

Rozdział 13: Podsumowanie

Nie należy wybierać elektromagnesu rurowego typu push-pull 12 V lub 24 V wyłącznie na podstawie napięcia. Prawidłowy wybór zależy od dostępnego źródła zasilania, wymaganej siły i skoku, współczynnika wypełnienia, długości kabla, temperatury roboczej, układu sterowania oraz konstrukcji całej maszyny.

Model 12 V nadaje się do systemów zasilanych bateryjnie i mniejszych. Model 24 V lepiej sprawdza się w automatyce przemysłowej i urządzeniach sterowanych PLC, ponieważ charakteryzuje się mniejszym natężeniem prądu przy tym samym poziomie mocy.

Najważniejsze jest to, aby nie zakładać, że wyższe napięcie zawsze oznacza większą siłę. Należy wziąć pod uwagę wszystkie parametry elektryczne i mechaniczne profesjonalnie zaprojektowanych elektromagnesów rurowych typu push-pull.

Dobór napięcia elektromagnesu, odpowiadający architekturze elektrycznej maszyny, a także sprawdzenie siły, skoku, współczynnika wypełnienia i wydajności cieplnej zapewnią niezawodną pracę, dłuższą żywotność i łatwiejszą integrację systemu.