Capítulo 1: Introdução
A escolha de um solenóide tubular de acionamento por tração e compressão para aplicações industriais e de automação envolve muitos pontos, mas um dos mais importantes é a seleção da tensão adequada. Existem dois tipos de solenóides que operam com tensão CC: 12V e 24V. Ambas as tensões garantem um movimento linear confiável, mas não são intercambiáveis.
O solenóide tubular push-pull de 12V é amplamente utilizado em dispositivos compactos, sistemas alimentados por bateria, mecanismos automotivos, sistemas de controle de baixa tensão, etc. A versão de 24V é comumente usada em automação industrial, máquinas, painéis de controle, válvulas, fechaduras e outros equipamentos onde o aumento da distância da fiação é um fator crucial. No entanto, seu desempenho não depende da tensão, mas de parâmetros como força, curso, resistência da bobina, corrente, ciclo de trabalho, temperatura de operação, fonte de alimentação, espaço disponível e vida útil necessária. Este guia explica a diferença entre solenóides tubulares de 12V e 24V e ajudará você a escolher a tensão adequada.
Capítulo 2: O que é um Solenoide tubular de empurrar e puxar?
Solenoide tubular push-pull — Este é um atuador eletromagnético linear que converte energia elétrica em movimento mecânico. Seu projeto inclui um corpo cilíndrico, uma bobina eletromagnética, um êmbolo móvel, um mecanismo de retorno e terminais elétricos.
Uma bobina elétrica do atuador é alimentada com uma tensão CC, produzindo um campo eletromagnético. O campo magnético puxa o êmbolo em linha reta para o centro da bobina. Além disso, o atuador pode ser projetado para funcionar como um mecanismo de empurrar, puxar ou empurrar-puxar.
O formato tubular torna a construção do atuador compacta e cilíndrica, o que facilita a integração com máquinas e dispositivos de automação.
Aplicações comuns são
Portas automáticas e mecanismos de travamento
Máquinas de distribuição
Indústrias com robôs de automação e equipamentos médicos
Mecanismo automotivo.
Operação de interruptores elétricos e válvulas solenoides
Dispositivos de segurança.
Máquinas de automação
Manuseio de equipamentos.
A escolha da voltagem deve levar em consideração todos os requisitos elétricos e mecânicos, e não apenas a voltagem em si.
Capítulo 3: Distinção Fundamental entre Solenoides Tubulares de 12V e 24V
A principal diferença entre um solenóide tubular push-pull de 12V e um de 24V reside na tensão necessária para alimentar a bobina.
Um solenóide de 12V usará aproximadamente o dobro da corrente de um solenóide de 24V para produzir o mesmo trabalho.
Por exemplo, se um solenóide consumir 24 W:
Versão 12 V ~2 A, Versão 24 V ~1 A
A corrente exata dependerá do projeto e da resistência da bobina, mas essa relação será útil para o projeto de sistemas elétricos.
Visualizar a densidade é útil para compreender as relações físicas entre os materiais. A escolha da tensão é principalmente uma questão relacionada ao projeto elétrico. Nesse caso, a relação relevante é a seguinte: com uma tensão mais alta, é possível transmitir a mesma potência com uma corrente menor.
Isso pode afetar o tamanho dos fios, conectores e componentes de comutação, a queda de tensão e a eficiência do sistema elétrico.
Capítulo 4: Quando usar um solenóide tubular de 12 V
Se a máquina utiliza um sistema de alimentação de 12V CC, é melhor optar por um solenóide tubular push-pull de 12V.
4.1 Equipamentos alimentados por bateria
Muitos dispositivos portáteis e móveis utilizam eletricidade de 12V. Usando um solenóide de 12V, não haverá necessidade de instalar um conversor de voltagem adicional.
Exemplos incluem equipamentos móveis, mecanismos automotivos, fechaduras alimentadas por bateria e sistemas de automação.
Sistema de controle 4.2 12V
Se a eletrônica de controle fornecer uma saída estável de 12V CC, será mais fácil integrar o sistema com um atuador de 12V.
Você não precisará de uma fonte de alimentação adicional de 24V nem de um conversor DC-DC apenas para o solenoide.
4.3 Fios com curta distância.
A bobina de 12V possui alta corrente, mas isso não será um problema em máquinas com fiação de curta distância.
4.4 Fator de forma pequeno
As válvulas solenoides de 12V são muito convenientes para pequenos dispositivos com sistema de alimentação de 12V.
De qualquer forma, você deve levar em consideração a corrente da bobina de acordo com a fonte de alimentação e a saída do controlador.
Capítulo 5: Quando selecionar um solenóide tubular de 24 V?
Um solenóide push-pull de 24V é geralmente do tipo tubular e usado em equipamentos industriais.
5.1 Automação na indústria
A tensão de 24 V CC é amplamente utilizada em sistemas de controle PLC, sensores, relés e componentes de controle industrial. Portanto, solenoides tubulares de 24 V podem ser facilmente incorporados ao mesmo sistema de controle.
5.2 Aumento do comprimento dos cabos
A bobina de 24V fornece a mesma potência com uma corrente menor do que a bobina de 12V e, portanto, pode ser mais vantajosa em caso de distâncias de fiação relativamente longas.
Uma corrente mais baixa ajuda a reduzir a queda de tensão e permite o uso de fios mais finos.
5.3 Requisitos de corrente mais baixos
Suponha que o atuador necessite de 30 W:
12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25A Uma versão de 24V usará cerca de metade da corrente para a mesma potência.
Será útil na seleção de cabos, conectores, interruptores, relés e componentes eletrônicos de controle.
5.4 Painéis de Controle para a Indústria
Se a máquina utiliza uma fonte de alimentação de 24V CC, será mais fácil escolher um solenóide tubular push-pull de 24V.
Capítulo 6: A tensão de 24V tem mais potência do que a de 12V?
Não. Não exatamente.
Este é um dos fatores mais importantes a serem considerados ao comparar as tensões dos solenoides.
Um solenóide de 24V não é duas vezes mais forte que um solenóide de 12V. A força de tração depende de muitos fatores, como...
Projeto de Indutor
rotações por minuto (RPM)
Resistência da bobina
E agora o
Circuito magnético
Material do êmbolo
Diâmetro do êmbolo
Espaço de ar – AVC
design de corpo
Temperatura de trabalho
6.1 Tensão Aplicada
Portanto, um atuador de tração-compressão tubular de 12V bem projetado pode ter a mesma força de tração ou até maior que um modelo de 24V mal projetado.
Sempre compare o produto do fabricante em relação à tensão, curva de força, curso, corrente, consumo de energia e ciclo de trabalho — não apenas à tensão.
Tensão, corrente e potência
A relação básica da eletricidade é
6.2 Potência = Tensão * Corrente, portanto Corrente = Potência / Tensão
Assim, se a potência necessária for constante, aumentar a tensão diminuirá a corrente.
Gosto disto:
| Energia | Corrente de 12V | Corrente de 24V |
| 6W | 0.50 | 0.25 |
| 12W | 1.00 | 0.50 |
| 24W | 2.00 | 1.00 |
| 36W | 3.00 | 1.50 |
Potência 12V Corrente 24V Corrente
6W 0.50A 0.25A 12W 1.00A 0.50A 24W 2.00A 1.00A 36W 3.00A 1.50A
Estas são as versões simplificadas dos números. A corrente do solenoide deve sempre ser consultada nas especificações individuais da bobina.
Essa diferença pode ser importante no projeto de máquinas automáticas de grande volume com muitos solenoides.
6.3 Trabalho e serviço térmico
Outro fator é a geração de calor.
O solenóide tubular push-pull converte energia elétrica em energia magnética e mecânica. No entanto, parte da energia elétrica é convertida em calor na bobina.
Durante o funcionamento contínuo do solenoide, a temperatura da bobina pode aumentar significativamente.
Considere estes aspectos antes de escolher entre 12V ou 24V:
Serviço regular/intermitente
Ciclo de operação
Temperatura Ambiental
Energia da bobina
Temperatura máxima da bobina “Frequência de operação necessária”
Sistema de refrigeração
Um solenóide com ciclo de trabalho de 25% não deve ser usado no modo contínuo.
Algumas aplicações exigem uma alta força de tração com uma alta corrente de partida, seguida por uma baixa corrente de manutenção. Esse projeto ajuda a reduzir o calor e o consumo de energia.
Capítulo 7: Verifique sua fonte de alimentação
A regra de seleção mais simples poderia ser enunciada da seguinte forma:
Tente obter uma tensão no solenoide que corresponda à sua fonte de alimentação CC, se possível.
Se sua máquina possui uma fonte de alimentação de 12V CC, então um solenóide tubular push-pull de 12V é uma boa opção.
Para uma máquina com uma fonte de alimentação industrial padrão de 24V CC, um solenóide de 24V é uma escolha fácil.
A seleção incorreta da voltagem resultará em desempenho insatisfatório.
Se você tentar alimentar um solenoide de 24V com 12V, a força magnética pode não ser suficiente; ele pode se mover lentamente, pode não percorrer todo o curso ou pode nem mesmo começar a se mover.
Alimentar uma bobina de 12V com 24V em modo contínuo resultará em corrente excessiva e superaquecimento.
Portanto, a tensão nominal deve ser verificada antes do teste.
Capítulo 8. Considerações sobre a fiação e a queda de tensão
Conforme o comprimento do cabo aumenta, a queda de tensão também aumenta.
O sistema de 12V tem uma margem de tensão menor do que o sistema de 24V. Por exemplo, uma queda de 1V representa aproximadamente
Fonte de alimentação de 12V 8.3%
Alimentação de 24V 4.2%
Em algumas aplicações industriais, um atuador push-pull com solenóide tubular de 24V pode ser mais tolerante a problemas de queda de tensão.
É especialmente vantajoso se o solenoide for instalado a uma distância de vários metros do painel de controle.
Mas o dimensionamento correto do cabo continua sendo importante.
Capítulo 9: 12V ou 24V — Uma comparação rápida
| Fator | Solenoide tubular de 12 V | Solenoide tubular de 24 V |
| tensão de alimentação | 12V CC | 24V CC |
| Corrente com a mesma potência | Mais elevado | Abaixe |
| Aplicações de bateria | Excelente | Requer fornecimento adequado |
| Automação industrial | Boa | Excelente |
| Fiação longa | Menos favorável | Mais favorável |
| Sistema de 12V existente | Excelente | Requer conversão |
| Sistema PLC de 24V existente | Requer conversão | Excelente |
| Corrente de fiação | Mais elevado | Abaixe |
| Tolerância à queda de tensão | Abaixe | Mais elevado |
| Uso típico | Equipamento móvel/compacto | Maquinaria industrial |
Capítulo 10: Selecionando a tensão correta
5 passos para selecionar um solenóide tubular de acionamento por pressão e tração:
Passo 1. Determine a voltagem possível.
Descubra a tensão de saída da sua máquina (12V DC, 24V DC, etc.).
Passo 2: Determine a força necessária
Calcule a força resultante mínima de tração e compressão durante o curso de trabalho.
Nunca selecione um solenóide com base em sua classificação de força máxima.
Passo 3. Prepare-se para um AVC.
Descubra quanta amplitude de movimento você precisa. A força de um solenóide geralmente depende da posição do êmbolo.
Etapa 4: Teste do ciclo de trabalho
O solenóide está funcionando continuamente (ligado/desligado) ou sempre (ligado)?
O design da bobina pode variar significativamente dependendo do ciclo de trabalho (10%, 25%, 50% ou 100%).
Etapa 5: Comparação completa das especificações
“Tensão nominal
Potência da Aceleração Agora,
Força de empurrão
Força de tração
Ciclo de trabalho.
Temperatura da bobina em operação
Freqüência de operação
Montagem e dimensões
Tipo de conector
Vida média
O melhor solenóide tubular push-pull é aquele que atende a todos os requisitos da sua aplicação.
Capítulo 11. Posso usar um solenóide de 12V em um sistema de 24V?
Sim, mas não diretamente em 24V.
Você precisará de um conversor ou driver de tensão adequado para reduzir a tensão fornecida à bobina.
Um solenóide tubular push-pull de 24V também pode operar em um sistema de 12V com a ajuda de um conversor de tensão ou driver apropriado no sistema elétrico.
Mas o conversor de tensão adicional complicará o sistema e aumentará seu custo. Normalmente, se você conseguir encontrar um solenóide compatível com a tensão original da máquina, é melhor.
12V ou 24V — Qual é melhor?
Sem mais voltagem.
Selecione 12V se:
A máquina é alimentada por 12V DC.
O aplicativo funciona com bateria.
Os cabos têm comprimento curto.
O controlador fornecido fornece a corrente necessária.
A principal aplicação é em equipamentos móveis de pequeno porte.
Selecione 24V se:
A máquina é controlada por um sistema de controle industrial de 24V.
Os cabos têm um comprimento maior.
O uso atual é menor.
Vários atuadores estão operando simultaneamente.
É necessária a integração de automação industrial/PLC.
Na maioria das aplicações de automação industrial, um sistema de 24 V CC é mais conveniente. 12 V é a melhor opção para aplicações alimentadas por bateria e automotivas.
Lista de verificação final para selecionar um Solenoide tubular de empurrar e puxar
Por favor, verifique as especificações com o fabricante do seu solenóide antes de fazer o pedido:
A bobina é de 12V ou 24V CC?
Qual é a corrente de operação?
Qual é a potência da bobina?
Qual é o poder de empurrar e puxar?
Qual é o traço especificado?
O que é um ciclo de trabalho?
Qual é a temperatura de operação? Qual é a máxima?
Qual é a expectativa de vida?
A força é aplicada durante o golpe?
Deseja personalizar a bobina para sua fonte de alimentação?
Se você tiver aplicações exigentes, solicite uma amostra e teste o atuador em condições reais de carga, tensão, temperatura, curso e ciclo de trabalho.
Capítulo 12: Perguntas frequentes sobre o sistema push-pull com solenóide tubular de 12 V ou 24 V
1. O que é um solenóide tubular push-pull de 12V versus 24V?
A principal diferença reside na tensão nominal de operação. Existe uma versão de 12V com solenóide tubular push-pull (fonte de alimentação de 12V CC) e uma versão de 24V (fonte de alimentação de 24V CC). A versão de 24V consome metade da corrente da versão de 12V para a mesma potência.
2. Qual a diferença de potência entre um solenóide tubular de 24V e um solenóide de 12V?
Talvez não. A força do solenoide é função do projeto da bobina, da corrente, do circuito magnético, do tamanho do êmbolo, do curso, do entreferro e de muitos outros parâmetros. Um bom solenoide tubular de 12V com função push-pull pode ter força igual ou até maior que um modelo de 24V com um projeto de bobina diferente.
3. Por que os solenoides de 24V são tão populares na automação industrial?
A tensão de 24 V CC é um padrão para sistemas de controle industrial. Um solenóide tubular push-pull de 24 V pode fornecer a potência necessária com uma corrente menor do que uma bobina similar de 12 V. Isso permite reduzir a quantidade de fios, conectores, componentes de comutação e a integração com o CLP (Controlador Lógico Programável).
4. 12V ou 24V — Qual é a melhor opção para equipamentos alimentados por bateria?
Outra opção frequentemente utilizada quando o equipamento já é alimentado por uma bateria ou sistema elétrico de 12V é o solenóide tubular push-pull de 12V. É possível utilizar um solenóide de 24V com um sistema de conversão de energia, o que adiciona componentes elétricos extras.
5. Um solenóide de 24V funciona a uma temperatura mais baixa do que um solenóide de 12V?
Não, nem sempre. O calor é uma função da potência da bobina, da resistência da bobina, do ciclo de trabalho, da temperatura ambiente e do projeto térmico do solenoide. Uma bobina de 24V usará menos corrente para a mesma potência, mas você precisa verificar o desempenho térmico do projeto específico do solenoide.
6. O comprimento do cabo é importante entre 12V e 24V?
Sim. A queda de tensão é causada pela resistência do cabo. Essa mesma queda de tensão representa uma porcentagem maior na alimentação de 12V do que na de 24V. Portanto, o circuito push-pull com solenóide tubular de 24V pode ser uma solução elétrica mais conveniente para cabos de maior extensão, desde que todo o sistema seja projetado corretamente.
Capítulo 13: Resumo
Não selecione um solenóide tubular push-pull de 12V ou 24V com base apenas na voltagem. A seleção correta depende da fonte de alimentação disponível, da força e do curso necessários, do ciclo de trabalho, do comprimento do cabo, da temperatura de operação, do sistema de controle e do projeto geral da máquina.
O modelo de 12V é adequado para sistemas menores e alimentados por bateria. O modelo de 24V é mais indicado para automação industrial e equipamentos controlados por CLP, pois oferece menor corrente para o mesmo nível de potência.
O ponto mais importante é que você não deve presumir que uma tensão mais alta sempre significa uma força maior. Todas as especificações elétricas e mecânicas de solenoides tubulares push-pull projetados profissionalmente devem ser consideradas.
A seleção da tensão do solenoide, em compatibilidade com a arquitetura elétrica da máquina, bem como a verificação da força, curso, ciclo de trabalho e desempenho térmico, garantirão uma operação confiável, maior vida útil e integração mais fácil do sistema.
