Solenoid tubular de tip „push-pull” de 12V vs. 24V: Cum să alegi tensiunea potrivită

Capitolul 1 Introducere

Alegerea unui solenoid tubular tip „push-pull” pentru aplicații industriale și de automatizare implică multe aspecte, dar unul dintre cele mai importante este alegerea tensiunii adecvate. Există 2 tipuri de solenoizi care funcționează sub tensiune continuă: 12V și 24V. Ambele tensiuni pot asigura o mișcare liniară fiabilă, dar nu sunt interschimbabile.

Solenoidul tubular de 12V tip „push-pull” este utilizat pe scară largă în dispozitive compacte, sisteme alimentate cu baterii, mecanisme auto, sisteme de control de joasă tensiune etc. Versiunea de 24V este utilizată în mod obișnuit în automatizări industriale, mașini, dulapuri de comandă, valve, încuietori și alte echipamente unde distanța crescută a cablurilor este un factor crucial. Însă performanța lor nu depinde de tensiune, ci de parametri precum forța, cursa, rezistența bobinei, curentul, ciclul de funcționare, temperatura de funcționare, alimentarea cu energie, spațiul disponibil și durata de viață necesară. Acest ghid explică diferența dintre solenoizii tubulari de 12V și 24V și vă va ajuta să alegeți tensiunea.

Capitolul 2: Ce este un Solenoid tubular push-pull?

Solenoid tubular de tip „push-pull” — Acesta este un actuator electromagnetic liniar care transformă energia electrică în mișcare mecanică. Designul său include un corp cilindric, o bobină electromagnetică, un piston mobil, un mecanism de retur și terminale electrice.

O bobină electrică a actuatorului este alimentată cu o tensiune continuă care produce un câmp electromagnetic. Câmpul magnetic trage pistonul în linie dreaptă în centrul bobinei. În plus, actuatorul poate fi proiectat cu funcție de împingere, tragere sau împingere-tragere.

Forma tubulară face ca construcția actuatorului să fie compactă și cilindrică, ceea ce este convenabil pentru integrarea cu mașini și dispozitive de automatizare.

Aplicațiile comune sunt

Uși automate și mecanisme de închidere

Mașini de dozare

Industrii cu roboți de automatizare și echipamente medicale

Mecanismul automobilului.

Comutatoare electrice și funcționarea electrovalvei

Dispozitive de securitate.

Mașini de automatizare

Manipularea echipamentelor.

Alegerea tensiunii trebuie să ia în considerare toate cerințele electrice și mecanice, nu doar tensiunea în sine.

Capitolul 3: Distincție fundamentală între solenoizii tubulari de 12V și 24V

Distincția fundamentală dintre un solenoid tubular push-pull de 12V și unul de 24V este tensiunea necesară pentru alimentarea bobinei.

Un solenoid de 12V va folosi aproximativ de două ori mai mult curent decât un solenoid de 24V pentru a produce același lucru mecanic.

De exemplu, dacă un solenoid consumă 24 W:

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

Curentul exact va depinde de designul bobinei și de rezistență, dar această relație va fi utilă pentru proiectarea sistemului electric.

Vizualizarea densității este utilă pentru înțelegerea relațiilor fizice dintre materiale. Alegerea tensiunii este în principal o problemă legată de proiectarea electrică. În acest caz, relația relevantă este următoarea: cu o tensiune mai mare, puteți transmite aceeași putere cu un curent mai mic.

Acest lucru poate afecta firul, conectorul, dimensiunile componentelor de comutare, căderea de tensiune și eficiența sistemului electric.

Capitolul 4: Când se utilizează un solenoid tubular de 12V

Dacă mașina utilizează un sistem de alimentare de 12V CC, este mai bine să alegeți un solenoid tubular de 12V de tip push-pull.

4.1 Echipamente alimentate cu baterii

Multe dispozitive portabile și mobile utilizează electricitate de 12V. Folosind un solenoid de 12V, nu va fi necesară instalarea unui convertor de tensiune suplimentar.

Exemplele includ echipamente mobile, mecanisme auto, încuietori alimentate cu baterii și sisteme de automatizare.

Sistem de control 4.2 12V

Dacă electronica de control furnizează o ieșire stabilă de 12V CC, va fi mai ușor să integrați sistemul cu un actuator de 12V.

Nu veți avea nevoie de o sursă de alimentare suplimentară de 24V sau de un convertor DC-DC doar pentru solenoid.

4.3 Fire cu o distanță scurtă.

Bobina de 12V are un curent mare, dar acest lucru nu va fi o problemă în cazul mașinilor cu distanță scurtă de cablare.

4.4 Factor de formă mic

Solenoizii de 12V sunt foarte convenabili pentru dispozitivele mici cu un sistem de alimentare de 12V.

Oricum, ar trebui să iei în considerare curentul bobinei în funcție de sursa de alimentare și de ieșirea controlerului.

Capitolul 5: Când să selectați un solenoid tubular de 24V?

Un solenoid push-pull de 24V este de obicei un tip tubular utilizat în echipamentele industriale.

5.1 Automatizarea în industrie

Tensiunea de 24V CC este utilizată pe scară largă în sistemele de control PLC, senzori, relee și componente de control industrial. Astfel, solenoizii tubulari de 24V pot fi încorporați cu ușurință în același sistem de control.

5.2 Lungimi de cablu mărite

Bobina de 24V oferă aceeași putere cu un curent mai mic decât bobina de 12V și, prin urmare, poate fi mai avantajoasă în cazul unor distanțe de cablare relativ lungi.

Un curent mai mic ajută la reducerea căderii de tensiune și permite utilizarea unor fire mai mici.

5.3 Cerințe de curent mai mici

Să presupunem că actuatorul necesită 30W:

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25 A. Versiunea de 24V va consuma aproximativ jumătate din curent pentru aceeași putere.

Va fi util în selectarea cablurilor, conectorilor, comutatoarelor, releelor ​​și electronicelor de control.

5.4 Tablouri de comandă pentru industrie

Dacă mașina utilizează o sursă de alimentare de 24V CC, va fi mai ușor să alegeți un solenoid tubular de 24V tip push-pull.

Capitolul 6: Are 24V mai multă putere decât 12V?

Nu. Nu chiar.

Acesta este unul dintre cei mai importanți factori de luat în considerare atunci când se compară tensiunile solenoizilor.

Un solenoid de 24V nu este de două ori mai puternic decât unul de 12V. Forța de tracțiune depinde de mulți factori, cum ar fi

Design inductor

rotații pe minut (RPMS)

Rezistența bobinei

Și acum

Circuit magnetic

Material piston

Diametrul pistonului

Spațiu de aer – Accident vascular cerebral

Proiectare corp

Temperatura de lucru

6.1 Tensiune aplicată

Prin urmare, un solenoid tubular de 12V cu sistem de tragere-împingere bine proiectat poate avea aceeași forță de tracțiune sau o forță mai mare decât un model de 24V proiectat prost.

Comparați întotdeauna produsul producătorului în ceea ce privește tensiunea, curba de forță, cursa, curentul, consumul de energie și ciclul de funcționare - nu doar tensiunea.

Tensiune, curent și putere

Relația fundamentală a electricității este

6.2 Putere = Tensiune * Curent, deci Curent = Putere / Tensiune

Deci, dacă puterea necesară este constantă, atunci creșterea tensiunii va reduce curentul.

Asa:

Alimentare 12V Curent 24V Curent

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

Acestea sunt versiuni simplificate ale numerelor. Curentul solenoidului trebuie întotdeauna raportat la specificațiile individuale ale bobinei.

Această diferență poate fi importantă în proiectarea mașinilor automate de volum mare cu mulți solenoizi.

6.3 Lucrul mecanic și sarcina termică

Un alt factor este generarea de căldură.

Solenoidul tubular de tip push-pull este o conversie a energiei electrice în energie magnetică și mecanică. Cu toate acestea, o parte din energia electrică este transformată în căldură în bobină.

În timpul funcționării continue a solenoidului, temperatura bobinei poate crește semnificativ.

Luați în considerare aceste aspecte înainte de a alege 12V sau 24V:

Serviciu regulat/intermitent

Ciclul de operare

Temperatura mediului

Energia bobinei

Temperatura maximă a bobinei „Frecvența necesară de funcționare”

Sistem de răcire

Un solenoid cu un ciclu de funcționare de 25% nu trebuie utilizat în modul continuu.

Unele aplicații necesită o forță de tracțiune mare cu un curent de pornire ridicat, urmat de un curent de menținere scăzut. Un astfel de design ajută la reducerea consumului de căldură și energie.

Capitolul 7: Verificați sursa de alimentare

Cea mai simplă regulă de selecție ar putea fi enunțată astfel:

Încercați să obțineți o tensiune a solenoidului care să corespundă sursei de alimentare de curent continuu, dacă puteți.

Dacă mașina dvs. are o sursă de alimentare de 12V CC, atunci un solenoid tubular de 12V cu mecanism de tragere-înapoi este o opțiune bună.

Pentru o mașină cu o sursă de alimentare industrială standard de 24V CC, un solenoid de 24V este o alegere ușoară.

Selectarea greșită a tensiunii va duce la performanțe slabe.

Dacă încercați să alimentați un solenoid de 24V cu 12V, forța magnetică s-ar putea să nu fie suficientă; se poate mișca încet, este posibil să nu parcurgă cursa completă sau este posibil să nici nu înceapă să se miște.

Alimentarea cu 24V a unei bobine de 12V în mod continuu va duce la un curent excesiv și la supraîncălzire.

Deci, tensiunea nominală trebuie verificată înainte de testare.

Capitolul 8. Luați în considerare cablarea și căderea de tensiune

Pe măsură ce lungimea cablului crește, crește și căderea de tensiune.

Sistemul de 12V are o marjă de tensiune mai mică decât sistemul de 24V. De exemplu, o cădere de 1V este de aproximativ

Sursă de alimentare de 12V 8.3%

Alimentare 24V 4.2%

În unele aplicații industriale, un solenoid tubular de tip push-pull de 24V poate fi mai tolerant la problemele de cădere de tensiune.

Este deosebit de benefic dacă solenoidul este instalat la o distanță de câțiva metri de tabloul de comandă.

Dar dimensionarea corectă a cablului este încă importantă.

Capitolul 9: 12V sau 24V - O comparație rapidă

Capitolul 10: Selectarea tensiunii corecte

5 pași pentru a selecta un solenoid tubular push-pull:

Pasul 1. Stabiliți tensiunea posibilă.

Aflați tensiunea de ieșire a mașinii dvs. (12V CC, 24V CC etc.).

Pasul 2: Determinați forța de care aveți nevoie

Calculați forța minimă rezultantă de împingere-tragere în timpul cursei de lucru.

Nu selectați niciodată un solenoid pe baza forței sale maxime nominale.

Pasul 3. Pregătește-te pentru accident vascular cerebral.

Află câtă mișcare ai nevoie. Forța unui solenoid depinde de obicei de poziția pistonului.

Pasul 4: Testul ciclului de funcționare

Solenoidul funcționează continuu (pornit/oprit) sau mereu (pornit)?

Designul bobinei poate varia semnificativ în funcție de ciclul de funcționare (10%, 25%, 50% sau 100%).

Pasul 5: Compararea specificațiilor complete

„Tensiunea nominală

Putere de lovitură acum,

Forța de împingere

Trage Forța

Ciclu de funcționare.

Temperatura bobinei în funcțiune

Frecvența de funcționare

Montare și dimensiuni

Tipul conectorului

Durata medie de viață

Cel mai bun solenoid tubular push-pull este cel care se potrivește tuturor cerințelor aplicației dumneavoastră.

Capitolul 11. Pot alimenta un solenoid de 12V într-un sistem de 24V?

Da, dar nu direct la 24V.

Veți avea nevoie de un driver sau convertor de tensiune adecvat pentru a reduce tensiunea furnizată bobinei.

Un solenoid tubular de tip push-pull de 24V poate funcționa și într-un sistem de 12V cu ajutorul unui convertor de tensiune sau a unui driver adecvat în sistemul electric.

Însă convertorul de tensiune suplimentar va complica sistemul și îi va crește costul. De obicei, dacă puteți găsi un solenoid care se potrivește tensiunii native a mașinii, este mai bine.

12V sau 24V - Care este mai bun?

Gata cu tensiunea.

Alegeți 12V dacă:

Mașina este alimentată de 12V CC.

Aplicația funcționează cu baterii.

Lungimile cablurilor sunt scurte.

Regulatorul furnizat furnizează curentul necesar.

Principala aplicație este reprezentată de echipamente mobile de mici dimensiuni.

Alegeți 24V dacă:

Mașina este controlată de un sistem de control industrial de 24V.

Lungimile cablurilor sunt mai mari.

Utilizarea actuală este mai mică.

Mai multe actuatoare funcționează simultan.

Este necesară integrarea automatizărilor industriale/PLC.

În majoritatea aplicațiilor de automatizare industrială, un sistem de 24V CC este mai convenabil. 12V este alegerea mai bună pentru aplicațiile alimentate de baterii și cele auto.

Listă de verificare finală pentru selectarea unui Solenoid tubular cu tragere-împingere

Vă rugăm să verificați specificațiile cu producătorul solenoidului înainte de a comanda:

Bobina este de 12V sau 24V CC?

Care este curentul de funcționare?

Care este puterea bobinei?

Care este puterea de a împinge și trage?

Care este lovitura specificată?

Ce este un ciclu de funcționare?

Temperatura de funcționare? Care este maximă?

Care este durata de viață așteptată?

Forța este aplicată la nivelul cursei?

Doriți să personalizați bobina pentru sursa dvs. de alimentare?

Dacă aveți aplicații solicitante, solicitați o mostră și testați actuatorul în condiții reale de sarcină, tensiune, temperatură, cursă și ciclu de funcționare.

Capitolul 12: Întrebări frecvente despre electrovalvele tubulare de tip „push-pull” de 12V sau 24V

1. Ce este un solenoid tubular push-pull de 12V față de 24V?

Principala diferență constă în tensiunea nominală la care va funcționa. Solenoid tubular de 12V tip push-pull (sursă de alimentare de 12V CC) și versiunea de 24V (sursă de alimentare de 24V CC). Versiunea de 24V va consuma jumătate din curentul versiunii de 12V pentru aceeași putere.

2. Cu cât mai puternic este un solenoid tubular de 24V decât un solenoid de 12V?

Poate, nu. Forța solenoidului este o funcție a designului bobinei, a curentului, a circuitului magnetic, a dimensiunii pistonului, a cursei, a spațiului dintre spații și a multor alți parametri. Un solenoid tubular de 12V bun poate avea o forță egală sau chiar mai mare decât un model de 24V cu un design diferit al bobinei.

3. De ce sunt solenoizii de 24V atât de populari în automatizarea industrială?

Tensiunea standard de 24V CC este cea pentru sistemele de control industrial. Un solenoid tubular de tip push-pull de 24V poate furniza puterea necesară la un curent mai mic decât o bobină similară de 12V. Aceasta poate reduce numărul de cablaje, conectori, componente de comutare și integrarea PLC-urilor.

4. 12V vs 24V - Care este mai bun pentru echipamentele alimentate cu baterii?

O altă opțiune adesea utilizată acolo unde echipamentul este deja alimentat de o baterie de 12V sau de un sistem electric este solenoidul tubular de 12V de tip push-pull. Puteți utiliza un solenoid de 24V cu un sistem de conversie a puterii. Acesta adaugă componente electrice suplimentare.

5. Un solenoid de 24V funcționează la o temperatură mai scăzută decât un solenoid de 12V?

Nu, nu întotdeauna. Căldura este o funcție a puterii bobinei, a rezistenței bobinei, a ciclului de funcționare, a temperaturii ambiante și a designului termic al solenoidului. O bobină de 24V va consuma mai puțin curent pentru aceeași putere, dar trebuie să verificați performanța termică a designului specific al solenoidului.

6. Este importantă lungimea cablului între 12V și 24V?

Da. Căderea de tensiune este cauzată de rezistența cablului. Aceeași cădere de tensiune reprezintă un procent mai mare în cazul alimentării de 12V decât în ​​cazul alimentării de 24V. Așadar, solenoidul tubular de 24V tip „push-pull” poate fi o soluție electrică mai convenabilă pentru cablaje mai lungi, dacă întregul sistem este proiectat corespunzător.

Capitolul 13: Rezumat

Nu selectați un solenoid tubular de tip „push-pull” de 12V sau 24V doar pe baza tensiunii. Selecția corectă depinde de sursa de alimentare disponibilă, forța și cursa necesare, ciclul de funcționare, lungimea cablului, temperatura de funcționare, sistemul de control și întregul design al mașinii.

Modelul de 12V este potrivit pentru sistemele alimentate cu baterii și pentru cele mai mici. Modelul de 24V este mai potrivit pentru automatizări industriale și echipamente controlate de PLC, deoarece are mai puțin curent pentru același nivel de putere.

Cel mai important aspect este să nu presupuneți că o tensiune mai mare înseamnă întotdeauna o forță mai mare. Trebuie luate în considerare toate specificațiile electrice și mecanice ale solenoizilor tubulari push-pull proiectați profesional.

Selectarea tensiunii solenoidului, în conformitate cu arhitectura electrică a mașinii, precum și verificarea forței, cursei, ciclului de funcționare și performanței termice, vor asigura o funcționare fiabilă, o durată de viață mai lungă și o integrare mai ușoară a sistemului.