Руководство по решению для высокоэффективного линейного фиксирующего соленоида

Заводское решение OEM для линейных фиксирующих соленоидов

Линейный фиксирующий соленоид для автоматизированного устройства

Промышленный линейный фиксирующий соленоид для тяжелых условий эксплуатации.

Высокоточное решение для управления с помощью линейного фиксирующего соленоида

Быстродействующая линейная фиксирующая соленоидная система

Показан слайд 1 из 6

Руководство по прецизионному управлению линейным фиксирующим соленоидом WL1253

Линейный фиксирующий соленоид — это электромеханическое устройство, способное удерживать положение своего поршня (выдвинутого/втянутого) без постоянного использования электрического тока. Он называется линейным фиксирующим соленоидом. В отличие от обычных соленоидов, которые требуют тока для поддержания положения, в фиксирующем типе для создания эффекта блокировки используется постоянный магнит. Кратковременный импульс электричества переключает состояние поршня (между двумя стабильными состояниями, например, зафиксированным во втянутом/выдвинутом положении). Затем фиксирующий соленоид удерживает поршень в новом состоянии до следующего импульса. Линейные фиксирующие соленоиды не потребляют энергию в зафиксированном состоянии, что делает их полезными в устройствах с батарейным питанием.

Консультация

Скачать PDF

Обзор линейного фиксирующего соленоида

Соленоиды с линейной фиксацией — это относительно небольшие бистабильные устройства, которые сохраняют своё состояние без использования электричества. Они состоят из катушки, постоянного магнита, поршня и корпуса. Подача короткого тока (импульс 12 В в течение 50 мс) приводит к перемещению поршня в одну сторону и изменению полярности на другую. Магнит удерживает поршень в нужном положении с помощью силы, составляющей от нескольких граммов до килограммов, в зависимости от модели соленоида. Типичная длина хода соленоида с линейной фиксацией составляет от 3 до 15 мм. Эти соленоиды очень полезны в устройствах с батарейным питанием, таких как «умные» замки и запорные клапаны для бытового газоснабжения. Отсутствие постоянного тока делает их менее склонными к перегреву и позволяет использовать их в опасных или закрытых помещениях.

Видеоролик о линейном фиксирующем соленоиде компании

Подробный дисплей соленоида линейной фиксации компании

Руководство по интеллектуальной системе управления линейным фиксирующим соленоидом

Высокоэффективное решение на основе линейного фиксирующего соленоида

Решение для промышленной автоматизации: линейный фиксирующий соленоид.

Высокоскоростной линейный фиксирующий соленоид

Усовершенствованное решение для управления движением с помощью линейного фиксирующего соленоида.

Контрольный список выбора фиксирующего соленоида

Техническое описание линейного фиксирующего соленоида

все	Технология Вэйлун	Номер модели	WL1253
Номинальное напряжение (В)	DC 36V	Номинальная мощность (Вт)	30.9 W
Рабочая модель	Двухтактный тип	Удерживающая сила (Н)	3000 ГФ
Ход (мм)	6 мм, изготовлено на заказ	Время сброса	0.2
Срок службы	100 тысяч раз	Сертификаты	CE, РоХС, ИСО9001,
Материал	Высококачественное магнитное железо	Длина провода (мм)	200 ММ
Стиль установки	Винт	Допуск на размер	+/- 0.1 мм
Водонепроницаемый	Ничто	Класс изоляции	B
Hi-Pot тест	AC 600V 50/60Hz 2s	Толкающая сила	600 ГФ
Рабочая температура	-10 ° C-100 ° C	Рабочий цикл	1-100%
Глубина резьбы (мм)	/	Условия Оплаты	ТТ или ЛК при предъявлении
Пример заказа	Да	ГАРАНТИЯ	1 год
Мин. заказ	1000 шт.	ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ	5000 штук в неделю
Срок поставки	30 дней	Порт погрузки	шеньчжэнь

Принцип работы линейного фиксирующего соленоида

Линейный фиксирующий соленоид состоит из электромагнита и постоянного магнита. Если постоянный магнит неподвижен, он удерживает ферромагнитный поршень в выдвинутом или втянутом положении без подачи электрического тока. Подача импульса постоянного тока соответствующей полярности приводит к созданию дополнительного магнитного поля вокруг поршня. Если подаваемый ток создает магнитное поле, противодействующее полю, создаваемому магнитом, то его удерживающая сила обнуляется, и поршень перемещается противодействующей механической силой, такой как пружина. В противном случае обратный ток усиливает магнитное поле и перемещает поршень в другое положение, которое будет удерживаться магнитом после достижения новой точки остановки. Теперь электрический ток можно отключить, и поршень останется зафиксированным в своем конечном положении до подачи следующего тока.

Основные характеристики линейного соленоида защелки

Характеристики линейного фиксирующего соленоида: бистабильная работа, нулевое энергопотребление в зафиксированном состоянии и сниженный нагрев. Благодаря внутренним постоянным магнитам, удерживающая сила относительно выше относительно его размера. Эти соленоиды быстро реагируют и являются бистабильными в работе (они могут функционировать в обоих направлениях). Линейные фиксирующие соленоиды обычно работают при низких постоянных токах (от 3 В до 24 В), поскольку они рассчитаны на работу с высоким коэффициентом заполнения из-за короткой длительности импульса. Другие характеристики включают компактную конструкцию, возможность магнитной защиты и возможность работы от батареи.

Как избежать распространенных ошибок при проектировании линейного фиксирующего соленоида на начальном этапе.

1) Режим постоянной мощности. Подавайте импульсы на соленоид только в течение 20-100 мс. Катушка перегреется и сгорит из-за чрезмерного рассеивания мощности.

2) Неправильная поляризация катушки. H-мосты обязательны для линейных фиксирующих соленоидов, поскольку обычные транзисторы позволяют подавать питание только в одном направлении. Обратная полярность входного тока приводит к возвращению поршня в исходное положение.

3) Забудьте о противоЭДС. После завершения импульса коллапс магнитного поля создает перерегулирование и скачок напряжения на катушке. Добавьте обратноходовые диоды или стабилитроны в паре.

4) Перегрузка. Максимальная удерживающая сила, обеспечиваемая магнитом, имеет свои ограничения. Не пытайтесь прикладывать нагрузки, превышающие указанное максимальное значение, и используйте механический ограничитель для компенсации избыточной силы.

5) Низкая емкость батареи. Пусковой ток может достигать 1-2 ампер даже при напряжении 12 В. Убедитесь, что батарея обеспечивает достаточную емкость и не разряжается под пиковой токовой нагрузкой.

6) Установка в ферромагнитной среде. Находящиеся рядом стальные детали могут создавать помехи магнитному потоку и уменьшать удерживающую силу вдвое или более. Избегайте установки фиксирующих соленоидов вблизи любых ферромагнитных материалов (предпочтительно латунь, алюминий).

7) Игнорирование эффектов размагничивания. Повторяющиеся импульсы, обратная поляризация или перегрев могут в конечном итоге размагнитить внутренние магниты. Поддерживайте длительность импульса и катушки в пределах заданных параметров и низкую температуру окружающей среды.

Линейный фиксирующий соленоид для промышленного применения

Энергоэффективность фиксирующих соленоидов позволяет использовать их в различных устройствах и отраслях промышленности. Линейные фиксирующие соленоиды применяются в интеллектуальных счетчиках (водо- и газосчетчиках) в качестве автоматических запорных клапанов (один импульс останавливает поток, второй возобновляет его), где они могут работать от батарей в течение многих лет. Используются в системах домашней автоматизации, управляющих электронными дверными замками и оконными приводами, которые сохраняют свое состояние даже без электропитания. Линейные фиксирующие соленоиды применяются в портативных медицинских устройствах, таких как инфузионные и аппараты искусственной вентиляции легких, для управления потоком жидкости/воздуха без разрядки батарей. В автомобильной промышленности эти соленоиды используются в замках зарядных портов электромобилей, механизмах открытия багажника и блокировках селекторов передач. Линейные фиксирующие соленоиды широко применяются в обрабатывающей промышленности в качестве аварийных защелок для оборудования или машин. К ним относятся такие устройства, как электронные замки сейфов, системы контроля доступа на основе смарт-карт и автоматы по продаже напитков. «Низкое энергопотребление делает их полезными в сельском хозяйстве для орошения или в системах солнечной энергетики. Линейные фиксирующие соленоиды используются в игрушках и любительском оборудовании. Они широко применяются в качестве электрических дверных открывателей и счетчиков монет. В отличие от обычных соленоидов, они не перегреваются, поэтому могут использоваться в герметичных отсеках (подводные клапаны). Способность сохранять свое положение делает их полезными для отказоустойчивых систем, требующих сохранения последней команды после отключения питания. Именно это свойство делает линейные фиксирующие соленоиды подходящими для технологий Интернета вещей и сенсорных технологий.»

Почему линейные фиксирующие соленоиды становятся такими популярными?

Растущий спрос на энергосберегающие исполнительные механизмы, обусловленный бумом Интернета вещей и глобальными проблемами энергоснабжения, объясняет растущую популярность линейных фиксирующих соленоидов. Миллиарды интеллектуальных устройств с батарейным питанием для сельского хозяйства, нефтегазовой промышленности и систем домашней автоматизации требуют исполнительных механизмов, позволяющих им изменять состояние и запоминать его. Обычные соленоиды разряжают батареи за несколько часов. Фиксирующий соленоид прослужит годы, работая всего от двух батареек типа АА. Кроме того, в режиме удержания не выделяется тепло, что позволяет с уверенностью устанавливать эти соленоиды в пластиковые и взрывозащищенные контейнеры. Удаленный мониторинг с питанием от солнечной энергии — еще один развивающийся рынок, требующий энергоэффективных исполнительных механизмов. Современные схемы управления фиксирующими соленоидами более доступны по цене и компактны, что снижает уровень сложности. В настоящее время на рынке доступны герметичные недорогие фиксирующие соленоиды, используемые в бытовой электронике, например, в интеллектуальных защелках для шкафов и роботизированных игрушках. Надежная механическая память фиксирующих соленоидов — еще одно преимущество, полезное в системах домашней автоматизации и автомобилестроении. Короче говоря, они отвечают трём основным критериям современной электроники: эффективность, компактность, интеллектуальность.

Преимущества и недостатки линейного фиксирующего соленоида

Преимущества линейного фиксирующего соленоида

Нулевое энергопотребление в режиме ожидания – после фиксации соленоид не потребляет энергию, поэтому идеально подходит для систем с батарейным питанием и устройств сбора энергии.

Отсутствие тепловыделения – работа при низкой температуре позволяет использовать его в полностью герметичных и взрывозащищенных системах.

Надежная механическая память – после разблокировки положение плунжера запоминается даже при отключении питания, резервная батарея для поддержания положения клапана не требуется.

Компактная конструкция – небольшие габариты и мощные магниты, обеспечивающие надежное крепление без необходимости наматывания.

Высокий срок службы благодаря низкому коэффициенту заполнения – короткие импульсы минимизируют нагрузку на катушку и искрение между контактами.

Недостаток линейного фиксирующего соленоида

Требуется двунаправленная система управления. Простые транзисторы не подойдут. Дополнительная сложность достигается с помощью драйвера H-моста или релейного модуля.

Меньшая сила притяжения по сравнению со стандартными соленоидами. Защелкивающие устройства слабее, поскольку постоянный магнит противодействует движению во время импульса.

Не подходит для работы в режиме быстрых импульсов. Обычные соленоиды лучше справляются со своей задачей, если переключаются каждую секунду. Быстрое переключение приводит к размагничиванию магнитов и их перегреву в случае частых переключений.

Постоянный магнит чувствителен к внешним магнитным полям. Сильный магнит или чрезмерный ток поблизости размагнитят постоянный магнит.

Сила удержания фиксирована. Она не может быть отрегулирована путем снижения тока (поскольку его нет) и определяется магнитной силой постоянного магнита.

Поиск и устранение неисправностей соленоида линейной фиксации

Соленоид не фиксируется (двигается, но не остается в этом положении).

Причина: Слишком короткая длительность импульса. Размагничивание из-за высоких температур и/или ударов.

Решение: Увеличьте ширину импульса до 50-100 мс. Замените соленоид, если магнит поврежден из-за перегрева (>120°C).

Соленоид вообще не движется во время импульса.

Причина: короткое замыкание катушки соленоида, механическое заедание из-за загрязнения поршня или неисправность цепи управления.

Решение: Проверьте сопротивление катушки мультиметром — если оно бесконечно, значит, провод оборван. Очистите внутренние поверхности отверстия плунжера изопропиловым спиртом. Проверьте напряжение драйвера H-моста с помощью осциллографа.

Периодическое защелкивание (особенно одностороннее)

Причина: асимметричная полярность, недостаточный импульсный ток или помехи.

Решение: Убедитесь, что положительная полярность притягивает поршень к соленоиду, а отрицательная выталкивает его, и наоборот. Установите конденсатор с низким ESR рядом с катушкой для стабилизации выходного напряжения или уменьшения времени нарастания импульса.

Соленоид защелкивается, но разблокируется при небольшой нагрузке.

Причина: Внешняя нагрузка превышает магнитное поле постоянного магнита или железных/магнитных деталей, используемых для крепления соленоида.

Решение: Приобретите более мощный соленоид. Замените ферромагнитные крепежные винты на латунные/алюминиевые.

Электромагнитный клапан нагревается даже при импульсном режиме работы.

Причина: сбой в работе микроконтроллера приводит к тому, что транзистор постоянно находится в проводящем состоянии, или ширина импульса ошибочно задана в секундах вместо миллисекунд.

Решение: Проверьте программный код, чтобы убедиться, что выходной импульс отключается сразу после активации. Рассмотрите возможность добавления аппаратного сторожевого таймера для отключения питания через 200 миллисекунд.

Часто задаваемые вопросы о линейном фиксирующем соленоиде

1. Чем отличаются фиксирующие соленоиды от обычных?

В то время как обычный соленоид требует непрерывного протекания тока для удержания поршня на месте, фиксирующая версия требует лишь импульса для блокировки поршня в активированном положении с помощью своей магнитной силы. Обычные соленоиды автоматически возвращаются в нейтральное положение после отключения питания благодаря своей естественной эластичности, чему способствует возвратная пружина. Фиксирующие версии делают это автоматически с помощью встроенных магнитов, которые оказывают удерживающее воздействие без потребления электроэнергии.

2. Имеет ли значение полярность для фиксирующих соленоидов?

Да, действительно, полярность имеет большое значение. Защелкивающиеся соленоиды биполярны, это означает, что протекающий ток может создавать дополнительное магнитное поле внутри катушки, которое притягивает поршень к полю, создаваемому магнитами, и удерживает его в защелкнутом положении. Для разблокировки необходимо подать импульс обратной полярности, чтобы компенсировать поле постоянного магнита, после чего поршень возвращается в нейтральное положение благодаря механической упругости.

3. Зачем мне использовать внешний резистор в схеме с фиксирующим соленоидом?

В некоторых защелкивающихся соленоидах для регулирования тока размагничивания, необходимого для разблокировки устройства, требуется внешний резистор. После подачи обратного импульса катушка и резистор становятся частью цепи и проводят ток. Это позволяет надежно сбалансировать силы катушки и магнита. Для получения более подробной информации обратитесь к техническим характеристикам конкретного устройства.

4. Могу ли я подавать постоянное напряжение на свой запорный соленоид?

Конечно, не следует подавать непрерывное питание на фиксирующий соленоид. Они рассчитаны на импульсы длительностью до 100 миллисекунд. Изоляция и провод катушки оптимизированы для работы в прерывистом режиме. Непрерывный ток быстро перегреет катушку и выведет её из строя. Назначение этих соленоидов — удерживать положение без потерь энергии.

5. Каковы основные преимущества фиксирующих соленоидов?

Четыре ключевые особенности отличают фиксирующие соленоиды от других типов: им не требуется ток для удержания положения, они не выделяют тепло в режиме ожидания и обеспечивают надежную механическую память. Эти характеристики делают фиксирующие соленоиды идеальными для устройств с батарейным питанием и герметичных корпусов.

6. Каков срок службы линейных фиксирующих соленоидов?

Срок службы соленоида варьируется от 200 000 до более чем 5 миллионов циклов в зависимости от марки. Но в действительности срок службы зависит от различных факторов, включая боковые нагрузки, частоту импульсов, условия окружающей среды (например, температуру или влажность) и электрические параметры. Лучше всего проводить испытания в условиях, которые вы используете в своей конкретной эксплуатации.

7. Какие меры предосторожности следует предпринять при монтаже запорного соленоида?

Крепежные элементы всегда следует выбирать в соответствии с конкретным применением. Более длинные крепежные винты могут легко повредить внутреннюю проводку катушки. Также следует учитывать, что магнитные крепежные винты и расположенные рядом металлические пластины могут отклонять магнитный поток и значительно снижать удерживающую способность соленоида.

8. Существуют ли разные типы фиксирующих соленоидов?

Действительно, существует два основных типа конструкции. В однонаправленной фиксирующей конструкции магниты удерживают поршень только в натянутом положении, тогда как для противоположного положения требуется возвратная пружина. Бистабильные фиксирующие соленоиды имеют постоянные магниты и две катушки/полюсника для удержания поршня в любом положении без использования пружины.

Как выбрать линейный фиксирующий соленоид?

Для правильного выбора линейного фиксирующего соленоида следует учитывать следующие характеристики:

1. Сила и ход поршня.

Сначала определите максимальную удерживающую силу (величину, необходимую для перемещения поршня против внешней нагрузки) и ход (расстояние, на которое перемещается поршень). Удерживающая сила соленоида с магнитом обычно указывается. Убедитесь, что она превышает максимальную нагрузку в худшем случае с запасом в 30%. Что касается хода, то типичные линейные защелкивающие соленоиды обеспечивают ход от 2 до 10 мм. Больший ход снижает удерживающую силу.

2 Электрические параметры

Определите допустимое напряжение (типичные значения: 6 В, 12 В и 24 В постоянного тока) и длительность импульса (30-100 мс). Вам потребуется обеспечить достаточное количество ватт-секунд, чтобы преодолеть удерживающую силу магнита. Чем чаще вы подаете импульсы на соленоид, тем выше его энергопотребление и тем быстрее он сгорит. Вам необходимо рассчитать сопротивление катушки и пиковый ток, который необходимо преодолеть. Сопротивление катушки можно рассчитать на основе потребляемой мощности. Проверьте энергопотребление вашей схемы управления (H-мост или контакты реле).

3. Физические характеристики.

Измерьте пространство, доступное для установки. Больший размер означает большую необходимую силу. Определите, как вы планируете установить соленоид. Сила тяжести может способствовать или препятствовать процессу удержания. Некоторые соленоиды имеют внутреннюю возвратную пружину, поэтому они моностабильны. Двустабильные соленоиды не требуют противодействия своему движению со стороны внешних пружин.

4. Экологические параметры.

Если соленоид подвергается воздействию влаги или внешних условий, выбирайте водонепроницаемые модели или модели с классом защиты IP. Эффективность постоянных магнитов снижается при повышении температуры (неодимовые магниты теряют свою силу при температуре около 80 градусов Цельсия). Если окружающая среда подвержена вибрации, проверьте, не может ли поршень отсоединиться от зафиксированного положения из-за удара.

5. Схема управления.

Для соленоида с линейной фиксацией требуется двунаправленное управление током (обратная полярность для разблокировки). Для достижения желаемого эффекта используйте H-образный мост или двухконтактные реле. Обязательно добавьте диоды обратной связи для уменьшения скачков напряжения. – Никогда не пропускайте постоянный ток через фиксирующие катушки, так как это повредит катушки, поскольку они не предназначены для рассеивания мощности при постоянном токе.

6. Механический ресурс (100 000 циклов).

Обязательно ознакомьтесь с документацией на изделие, касающейся срока службы механических компонентов. Быстрая импульсная стимуляция может повредить постоянный магнит и сократить срок его эффективного срока службы. В этом случае следует использовать обычные (нефиксирующиеся) соленоиды.