Инструкция по намотке катушки: объяснение процесса намотки и технических аспектов.

Катушка катушки часто остается незамеченным героем в области точного управления потоками жидкости и электрогидравлики. Соленоиды, пропорциональные клапаны и другие устройства обязаны своей работой этим, казалось бы, простым устройствам.

Если вы менеджер по закупкам, занимающийся поиском компонентов для систем промышленной автоматизации, или инженер-механик, работающий над гидравлическими системами, вам крайне важно понимать принцип работы катушек для бобины. Это руководство охватывает все аспекты работы с катушками для бобины, начиная с основ, включая определения и принцип работы, и заканчивая конструкцией и эксплуатацией.

Катушка катушки, или соленоидная катушка, — это тип электромагнитного устройства, состоящего из медной проволоки, намотанной вокруг прямоугольного или цилиндрического сердечника, называемого «катушкой». Магнитное поле создается, когда через проволоку проходит электрический ток. Под действием этого магнитного поля приводится в движение поршень или якорь, преобразуя электрическую энергию в линейное механическое движение.

Это электромеханическая деталь, состоящая из бобины, представляющей собой катушку или раму, на которую наматывается проволока. Это наиболее важная деталь в таких устройствах, как реле, соленоиды, пропорциональные клапаны и датчики. Бобина обеспечивает идеальную намотку, изоляцию и механическую целостность.

Важные части катушки шпульки

Сердцевина шпульки (рама)

Обычно его изготавливают из пластика и других материалов, способных выдерживать высокие температуры.

Оно обеспечивает место для намотки проводов и скрепления конструкции.

Иногда конструкция предусматривает наличие фланцев для предотвращения соскальзывания проводов.

Намотка медной проволоки

Это та часть, где намотаны провода, проводящие электричество.

В зависимости от требуемой индуктивности и силы, он может состоять из одного или нескольких слоев.

Это определяет интенсивность магнитного поля и характеристики катушки.

Слой изоляции

Это гарантирует отсутствие коротких замыканий между слоями проводов.

Иногда его изготавливают из таких материалов, как полиэстер, эмаль и слюдяная лента.

Это гарантирует безопасность и эффективность устройства даже при высоких температурах и напряжениях.

Провода или клеммы

Это та часть, куда можно подключить блок питания.

Его можно паять, обжимать и подключать.

Плунжер или сердечник (используется в пропорциональных клапанах и соленоидах)

Это та часть, где магнитное поле воздействует на подвижную часть.

Он изготовлен из мягкого железа и других ферромагнитных материалов.

Работа катушки катушки основана на принципах электромагнетизма:

Протекание тока: Через медный провод проходит электрический ток.

Генерация магнитного поля: Провод заключен в магнитное поле, создаваемое током.

Принцип действия поршня: Ферромагнитный поршень или якорь притягивается магнитным полем.

Линейное движение: движение плунжера обусловлено магнитной силой, которая притягивает плунжер, а он, в свою очередь, перемещает золотник внутри клапана.

Катушки катушек можно разделить на различные классы в зависимости от способа их герметизации и изоляции:

Стандартные герметизированные катушки

Защищен от пыли и легкой влаги благодаря покрытию пластиком, обычно нейлоном или термопластиком.

Высокотемпературные катушки

Для применений, связанных с высокими температурами, эти катушки могут использоваться, поскольку содержат термостойкую проволоку и материалы классов H и C.

Пропорциональные соленоидные катушки

Эти катушки разработаны специально для пропорциональных клапанов и содержат уникальные полюсные трубки, обеспечивающие достижение линейной силы, прямо пропорциональной приложенному току.

Вращающиеся катушки

Эти катушки имеют корпус, который облегчает их установку в ограниченном пространстве, поскольку разъем может вращаться на 360 градусов.

При чтении технической документации на катушку катушки важно обращать внимание на следующие моменты:

Напряжение

12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока, 110 В переменного тока и 230 В переменного тока, обычно с внутренним выпрямлением.

потребляемая мощность

Для пропорциональных ламп этот показатель обычно составляет от 8 до 30 ватт.

Рабочий цикл

Обычно он рассчитан на 100% рабочий цикл.

Класс изоляции

Например, класс F 155°C и класс H 180°C.

Электрические соединения

Провода для подключения, разъемы M12 и DIN 43650 (формы A, B и C).

Класс защиты

Степень защиты IP67 и IP65, обеспечивающая устойчивость к воздействию водяных струй и пыли.

Преимущества

Наилучшее применение этого метода — с пропорциональными клапанами, поскольку он обеспечивает точное управление и не ограничивается режимом «вкл/выкл»; он может иметь бесступенчатую регулировку.

Надежность: длительный срок службы благодаря отсутствию механического износа между катушкой и якорем.

Компактная конструкция: обеспечивает значительную силу при относительно небольших размерах.

Стандартизация: Большинство катушек взаимозаменяемы между клапанами разных производителей, поскольку все они стандартизированы в соответствии со спецификациями DIN, например, DIN 43650.

Недостатками

Выделение тепла: При постоянном напряжении на катушках выделяется тепло. Если тепло не рассеивается, катушка может перегореть.

Чувствительность к току: существует прямая зависимость между током и магнитной силой. Работоспособность устройства может снижаться из-за колебаний напряжения.

Чувствительность к влаге: Влага может вызвать короткое замыкание, если нарушена целостность герметизирующего слоя.

Надежность, стандартизация и ремонтопригодность являются первостепенными требованиями для промышленных клиентов. Все это обеспечивается катушками.

Глобальная взаимозаменяемость: катушка от одного производителя может использоваться в клапане от другого производителя благодаря стандартизированным техническим условиям, таким как DIN 43650.

Масштабируемость: Катушки катушек могут быть масштабированы для обеспечения необходимого усилия для открытия большого основного клапана или небольшого пилотного клапана.

Безопасность: Благодаря обеспечению максимальной электрической изоляции и заземления, герметизированные катушки значительно снижают опасность поражения электрическим током в промышленных условиях.

Низкие затраты на техническое обслуживание: поскольку в катушке нет движущихся частей, все, что требуется, — это следить за чистотой окружающей среды и надежностью всех соединений.

Катушки катушек широко используются в системах промышленной автоматизации. К ним относятся:

Стандартный электромагнит переменного тока, электромагнит постоянного тока, электромагнитный клапан, удерживающий электромагнит.

Гидравлические пропорциональные клапаны: используются в системах управления турбинами, прессах и машинах для литья под давлением.

Пневматические электромагнитные клапаны: для упаковочного оборудования и автоматизированной сборки.

Привод сцепления и тормозов: для тяжелой техники и погрузочно-разгрузочных работ.

Медицинская техника: для аппаратов искусственной вентиляции легких и дозирующих насосов.

Процесс намотки является наиболее важной частью процесса, влияющей на характеристики катушки. Целями являются оптимизация коэффициента заполнения медью и поддержание постоянного значения сопротивления.

Процесс намотки:

Подготовка катушки: Для подготовки пластиковой катушки, которая является первой, используется намоточная машина.

Выбор проволоки: В зависимости от требуемого значения сопротивления и количества витков используется медная проволока определенного сечения.

Послойная намотка: Затем проволока наматывается на бобину. Проволока наматывается таким образом, чтобы она входила в канавку предыдущей проволоки; этот метод известен как «идеальная послойная» намотка и используется при намотке катушки.

Изоляция: В качестве межвитковой изоляции используется лента.

Завершение соединения: Начальный и конечный провода закрепляются с помощью клемм.

Инкапсуляция: Затем намотанная катушка покрывается пластиком методом литья под давлением.

Эффективность работы зависит от правильного выбора катушки. Следуйте приведенному ниже контрольному списку:

Проверьте напряжение: напряжение должно соответствовать напряжению системы управления, которое обычно составляет 24 В постоянного тока.

Проверьте тип разъема: тип разъема может быть либо DIN 43650 Form A (большой), либо DIN 43650 Form B (маленький).

Определение сопротивления: Чтобы убедиться, что сопротивление соответствует спецификациям, указанным на плате драйвера, его измеряют или проверяют в Омах. При меньшем сопротивлении генерируется больший ток.

Подумайте об окружающей среде: убедитесь, что класс защиты IP67 > IP65 соответствует требованиям, если устройство будет использоваться на открытом воздухе/подвергаться мойке.

Температурный режим: выбирайте более высокий класс изоляции (H), если катушка находится вблизи горячего коллектора/двигателя.

Серия клапанов: Убедитесь, что тип трубки якоря катушки подходит для конкретной используемой серии клапанов.

Катушка слишком горячая, чтобы её трогать:

Причина: высокая температура окружающей среды, неправильный тип катушки для цикла и чрезмерное напряжение.

Решение: Проверьте напряжение. Убедитесь, что золотник клапана заклинило, и, следовательно, возникает высокий пусковой ток.

Клапан не активирован:

Причина: ослабленный разъем, оборванный провод и/или сгоревшая катушка.

Решение: Проверьте сопротивление. Если катушка сгорела и требует замены, отобразится сообщение «Обрыв линии» (бесконечное сопротивление).

Непредсказуемая/нерегулярная работа:

Причина: Обрыв кабеля и/или плохое заземление.

Решение: Убедитесь, что заземляющий контакт вставлен и контакты разъема DIN не подвержены коррозии.

Гудение, издаваемое только катушкой переменного тока:

Причина: Повреждено затененное кольцо и/или неправильно установлена ​​плунжерная головка.

Решение: Очистите якорь клапана и/или замените катушку.

В мире промышленных систем управления катушка бобины является важнейшим связующим звеном между механическим движением и электронными системами управления. Для обеспечения долговечной и точной работы крайне важно понимать технологию намотки бобины, электрические характеристики и ограничения, связанные с условиями окружающей среды.

При выборе катушки для нового проекта пропорционального клапана или при диагностике неисправности привода всегда следует отдавать приоритет правильному напряжению, надлежащей изоляции и надлежащей защите. Промышленные заказчики гарантируют своим клиентам минимальное время простоя и максимальную производительность системы за счет использования высококачественных и стандартизированных катушек.