Глава 1: Введение
Выбор трубчатого соленоида с двухтактным механизмом для промышленного и автоматизированного применения включает в себя множество моментов, но одним из наиболее важных является выбор соответствующего напряжения. Существует два типа соленоидов, работающих от постоянного напряжения: 12 В и 24 В. Оба напряжения обеспечивают надежное линейное перемещение, но не являются взаимозаменяемыми.
Трубчатые соленоиды с двухтактным механизмом на 12 В широко используются в компактных устройствах, системах с батарейным питанием, автомобильных механизмах, низковольтных системах управления и т. д. Версия на 24 В обычно используется в промышленной автоматизации, машиностроении, шкафах управления, клапанах, замках и другом оборудовании, где увеличение длины проводки является критически важным фактором. Однако их производительность зависит не от напряжения, а от таких параметров, как усилие, ход, сопротивление катушки, ток, коэффициент заполнения, рабочая температура, источник питания, доступное пространство и требуемый срок службы. В этом руководстве объясняется разница между трубчатыми соленоидами на 12 В и 24 В и поможет вам выбрать подходящее напряжение.
Глава 2: Что такое Трубчатый соленоид с толкающим механизмом?
Трубчатый соленоид с тягово-толкающим механизмом — это линейный электромагнитный привод, преобразующий электрическую энергию в механическое движение. Его конструкция включает цилиндрический корпус, электромагнитную катушку, подвижный поршень, возвратный механизм и электрические клеммы.
На электрическую катушку привода подается постоянное напряжение, создавая электромагнитное поле. Магнитное поле притягивает поршень по прямой линии к центру катушки. Кроме того, привод может быть сконструирован как толкающий, тянущий или комбинированный (толкающий-тянущий) привод.
Трубчатая форма делает конструкцию привода компактной и цилиндрической, что удобно для интеграции с машинами и устройствами автоматизации.
Типичные области применения:
Автоматические двери и запирающие механизмы
Раздаточные машины
Отрасли, использующие автоматизированных роботов и медицинское оборудование.
Автомобильный механизм.
Работа электрических переключателей и электромагнитных клапанов.
Устройства безопасности.
Автоматизация машин
Обращение с оборудованием.
При выборе напряжения необходимо учитывать все электрические и механические требования, а не только само напряжение.
Глава 3: Принципиальное различие между трубчатыми соленоидами на 12 В и 24 В
Основное различие между трубчатым двухтактным соленоидом на 12 В и 24 В заключается в напряжении, необходимом для питания катушки.
Соленоид на 12 В будет потреблять примерно в два раза больше тока, чем соленоид на 24 В, для выполнения той же работы.
Например, если электромагнитный клапан потребляет 24 Вт:
Версия 12 В ~2 А, версия 24 В ~1 А
Точная величина тока будет зависеть от конструкции и сопротивления катушки, но это соотношение будет полезно при проектировании электрических систем.
Визуализация плотности полезна для понимания физических взаимосвязей между материалами. Выбор напряжения — это в основном вопрос, связанный с проектированием электроники. В данном случае соответствующее соотношение выглядит следующим образом: при более высоком напряжении можно передавать ту же мощность при меньшем токе.
Это может повлиять на размеры проводов, разъемов, коммутирующих компонентов, падение напряжения и эффективность электрической системы.
Глава 4: Когда использовать трубчатый соленоид на 12 В
Если в машине используется система питания постоянного тока 12 В, лучше выбрать трубчатый соленоидный двухтактный механизм на 12 В.
4.1 Оборудование с питанием от батарей
Многие портативные и мобильные устройства используют электричество напряжением 12 В. При использовании соленоида на 12 В не потребуется устанавливать дополнительный преобразователь напряжения.
В качестве примеров можно привести мобильное оборудование, автомобильные механизмы, замки с батарейным питанием и системы автоматизации.
4.2 Система управления 12 В
Если управляющая электроника обеспечивает стабильное выходное напряжение 12 В постоянного тока, интегрировать систему с 12-вольтовым исполнительным механизмом будет проще.
Вам не понадобится дополнительный источник питания 24 В или преобразователь постоянного тока только для соленоида.
4.3 Провода на коротком расстоянии.
Катушка на 12 В имеет высокий ток, но это не будет проблемой в машинах с коротким расстоянием между проводами.
4.4 Малый форм-фактор
Соленоиды на 12 В очень удобны для небольших устройств с системой питания 12 В.
В любом случае, следует учитывать ток в катушке в соответствии с блоком питания и выходным сигналом контроллера.
Глава 5: Когда следует выбирать трубчатый соленоид на 24 В?
Соленоид с двухтактным механизмом на 24 В обычно представляет собой трубчатый тип и используется в промышленном оборудовании.
5.1 Автоматизация в промышленности
Постоянное напряжение 24 В широко используется в системах управления ПЛК, датчиках, реле и компонентах промышленного управления. Таким образом, трубчатые соленоиды на 24 В легко интегрируются в ту же систему управления.
5.2 Увеличение длины кабеля
Катушка на 24 В обеспечивает ту же мощность при меньшем токе, чем катушка на 12 В, и поэтому может быть более выгодной в случае относительно больших расстояний между проводами.
Снижение силы тока помогает уменьшить падение напряжения и позволяет использовать провода меньшего сечения.
5.3 Снижение требований к току
Предположим, что привод потребляет 30 Вт:
12 В 30 Вт ÷ 12 В = 2.5 А 24 В 30 Вт ÷ 24 В = 1.25 А Версия на 24 В будет потреблять примерно вдвое меньше тока при той же мощности.
Это поможет при выборе кабелей, разъемов, переключателей, реле и управляющей электроники.
5.4 Шкафы управления для промышленности
Если в машине используется источник питания постоянного тока 24 В, то проще будет выбрать трубчатый соленоидный двухтактный механизм на 24 В.
Глава 6: Обладает ли напряжение 24 В большей мощностью, чем 12 В?
Нет. Не совсем.
Это один из важнейших факторов, которые следует учитывать при сравнении напряжений соленоидов.
Соленоид на 24 В не в два раза мощнее соленоида на 12 В. Сила натяжения зависит от многих факторов, таких как...
Индуктор Дизайн
оборотов в минуту (об/мин)
Сопротивление катушки
И теперь
Магнитная цепь
Материал плунжера
Диаметр плунжера
Воздушный зазор – Удар
Дизайн кузова
Рабочая температура
6.1 Приложенное напряжение
Следовательно, хорошо спроектированный 12-вольтовый трубчатый соленоид с двухтактным механизмом может иметь такое же или даже большее усилие натяжения, чем плохо спроектированная 24-вольтовая модель.
Всегда сравнивайте характеристики продукции производителя по напряжению, силовой характеристике, ходу поршня, току, потребляемой мощности и коэффициенту заполнения, а не только по напряжению.
Напряжение, ток и мощность
Основное соотношение электричества заключается в следующем:
6.2 Мощность = Напряжение * Ток, следовательно, Ток = Мощность / Напряжение
Таким образом, если требуемая мощность постоянна, то увеличение напряжения приведет к уменьшению тока.
НРАВИТСЯ:
| Мощность | 12V Ток | 24V Ток |
| 6W | 0.50A | 0.25A |
| 12 Вт | 1.00A | 0.50A |
| 24 Вт | 2.00A | 1.00A |
| 36 Вт | 3.00A | 1.50A |
Питание 12 В, ток 24 В.
6 Вт 0.50 А 0.25 А 12 Вт 1.00 А 0.50 А 24 Вт 2.00 А 1.00 А 36 Вт 3.00 А 1.50 А
Это упрощенные версии чисел. Силу тока соленоида всегда следует определять в соответствии с техническими характеристиками каждой отдельной катушки.
Это различие может иметь важное значение при проектировании высокопроизводительных автоматических машин с большим количеством соленоидов.
6.3 Работа и тепловая нагрузка
Ещё одним фактором является выделение тепла.
Трубчатый соленоид с двухтактной системой преобразования энергии преобразует электрическую энергию в магнитную и механическую. Однако часть электрической энергии преобразуется в тепло в катушке.
В процессе непрерывной работы соленоида температура катушки может значительно повышаться.
Прежде чем выбирать между 12 В и 24 В, учтите следующие моменты:
Регулярное/периодическое обслуживание
Рабочий цикл
Температура окружающей среды
Энергия катушки
Максимальная температура катушки «Требуемая частота работы»
Система охлаждения
Электромагнитный клапан с коэффициентом заполнения 25% не следует использовать в непрерывном режиме.
В некоторых областях применения требуется высокое усилие притяжения, большой пусковой ток и низкий ток удержания. Такая конструкция помогает снизить тепловыделение и энергопотребление.
Глава 7: Проверьте блок питания
Простейшее правило отбора можно сформулировать так:
Постарайтесь подобрать напряжение на соленоиде, соответствующее напряжению вашего источника постоянного тока, если это возможно.
Если ваш станок питается от источника постоянного тока 12 В, то трубчатый соленоид с двухтактным механизмом на 12 В — хороший вариант.
Для машины со стандартным промышленным источником питания 24 В постоянного тока соленоид на 24 В — это простой и эффективный выбор.
Неправильный выбор напряжения приведет к низкой производительности.
Если попытаться подать 12 В на соленоид, работающий от 24 В, магнитной силы может оказаться недостаточно; он может двигаться медленно, не пройти полный ход или даже не начать движение.
Подача напряжения 24 В на катушку, рассчитанную на 12 В, в непрерывном режиме приведет к избыточному току и перегреву.
Поэтому перед проведением испытаний необходимо проверить номинальное напряжение.
Глава 8. Рассмотрим проводку и падение напряжения.
С увеличением длины кабеля падение напряжения возрастает.
Система 12 В имеет меньший запас по напряжению, чем система 24 В. Например, падение напряжения на 1 В составляет приблизительно 1 В.
Блок питания 12 В 8.3%
Питание 24 В 4.2%
В некоторых промышленных приложениях трубчатый соленоид с двухтактным механизмом на 24 В может быть более устойчив к проблемам, связанным с падением напряжения.
Особенно выгодно, если соленоид установлен на расстоянии нескольких метров от шкафа управления.
Но правильный выбор сечения кабеля по-прежнему важен.
Глава 9: 12 В или 24 В — краткое сравнение
| фактор | Трубчатый соленоид 12 В | Трубчатый соленоид 24 В |
| Напряжение питания | 12V DC | 24V DC |
| Ток при той же мощности | Высокая | Низкая |
| Применение батарей | Прекрасно | Требуется соответствующее снабжение |
| Индустриальная автоматизация | Хорошо | Прекрасно |
| Длинная проводка | Менее благоприятный | Более благоприятный |
| Существующая 12-вольтовая система | Прекрасно | Требуется преобразование |
| Существующая система ПЛК 24 В | Требуется преобразование | Прекрасно |
| Ток проводки | Высокая | Низкая |
| допуск падения напряжения | Низкая | Высокая |
| Типичное использование | Мобильное/компактное оборудование | Промышленное оборудование |
Глава 10: Выбор правильного напряжения
5 шагов для выбора трубчатого соленоида с двухтактным механизмом:
Шаг 1. Определите возможное напряжение.
Узнайте выходное напряжение вашего устройства (12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока и т. д.).
Шаг 2: Определите необходимую силу.
Рассчитайте минимальную результирующую силу тяги и толкания во время рабочего хода.
Никогда не выбирайте соленоид, основываясь на его максимально допустимой силе.
Шаг 3. Подготовьтесь к инсульту.
Выясните, какое движение вам необходимо. Сила, с которой работает соленоид, обычно зависит от положения поршня.
Шаг 4: Тест рабочего цикла
Соленоид работает непрерывно (вкл/выкл) или всегда (вкл)?
Конструкция катушки может значительно различаться в зависимости от коэффициента заполнения (10%, 25%, 50% или 100%).
Шаг 5: Полное сравнение характеристик
«Номинальное напряжение»
Stroke Power Now,
Толкающая сила
Тяговое усилие
Рабочий цикл.
Температура катушки в рабочем режиме
Периодичность работы
Крепление и размеры
Тип соединителя
Средний срок службы
Наилучший трубчатый соленоид с двухтактным механизмом — это тот, который соответствует всем требованиям вашего применения.
Глава 11. Можно ли использовать 12-вольтовый соленоид в 24-вольтовой системе?
Да, но не напрямую к 24 В.
Для понижения напряжения, подаваемого на катушку, вам потребуется соответствующий драйвер или преобразователь напряжения.
Трубчатый соленоид с двухтактным механизмом, работающий от сети 24 В, также может работать в системе 12 В при помощи соответствующего преобразователя напряжения или драйвера в электрической системе.
Однако дополнительный преобразователь напряжения усложнит систему и увеличит её стоимость. Как правило, лучше, если удастся найти соленоид, соответствующий исходному напряжению машины.
12 В или 24 В — что лучше?
Напряжение пропало.
Выберите 12 В, если:
Машина питается от источника постоянного тока напряжением 12 В.
Приложение работает от батареи.
Длина кабелей невелика.
Прилагаемый контроллер обеспечивает необходимый ток.
Основное применение – это небольшая мобильная техника.
Выберите 24 В, если:
Управление машиной осуществляется с помощью промышленной системы управления на 24 В.
Длина кабелей больше.
В настоящее время используется меньше.
Одновременно работает несколько исполнительных механизмов.
Требуется интеграция систем промышленной автоматизации и ПЛК.
В большинстве случаев в системах промышленной автоматизации более удобна система постоянного тока 24 В. Для систем с батарейным питанием и автомобильной промышленности лучше подходит система 12 В.
Итоговый контрольный список для выбора Трубчатый соленоид, толкающий-тяговый
Перед оформлением заказа, пожалуйста, уточните технические характеристики у производителя вашего соленоида:
Катушка питается от постоянного тока напряжением 12 В или 24 В?
Какой рабочий ток?
Какова мощность катушки?
В чём заключается сила толкания и тяги?
Какой именно удар указан?
Что такое рабочий цикл?
Рабочая температура? Какова максимальная?
Каков ожидаемый срок службы?
Прикладывается ли сила в момент хода?
Вы хотите настроить катушку под свой блок питания?
Если у вас сложные задачи, запросите образец и протестируйте привод в реальных условиях нагрузки, напряжения, температуры, хода и коэффициента заполнения.
Глава 12: Часто задаваемые вопросы о трубчатых соленоидах с двухтактным механизмом на 12 В или 24 В
1. Чем отличаются трубчатые соленоиды с двухтактной схемой работы от 12 В и от 24 В?
Основное различие заключается в номинальном напряжении, при котором он будет работать. Существует версия с трубчатым соленоидом на 12 В (источник питания 12 В постоянного тока) и версия на 24 В (источник питания 24 В постоянного тока). Версия на 24 В будет потреблять вдвое меньший ток, чем версия на 12 В, при той же мощности.
2. Насколько мощнее трубчатый соленоид на 24 В по сравнению с соленоидом на 12 В?
Возможно, нет. Сила соленоида зависит от конструкции катушки, тока, магнитной цепи, размера плунжера, хода, воздушного зазора и многих других параметров. Хороший 12-вольтовый трубчатый соленоид с двухтактной системой может иметь равную или даже большую силу, чем 24-вольтовая модель с другой конструкцией катушки.
3. Почему соленоиды на 24 В так популярны в промышленной автоматизации?
24 В постоянного тока — это стандартное напряжение для промышленных систем управления. Трубчатый двухтактный соленоид на 24 В может обеспечивать необходимую мощность при меньшем токе, чем аналогичная катушка на 12 В. Это позволяет уменьшить количество проводов, разъемов, коммутационных компонентов и интеграцию с ПЛК.
4. 12 В против 24 В — что лучше для оборудования, работающего от батарей?
Ещё один вариант, часто используемый в случаях, когда оборудование уже питается от 12-вольтовой батареи или электрической системы, — это 12-вольтовый трубчатый соленоид с двухтактным механизмом. Можно использовать 24-вольтовый соленоид с системой преобразования энергии. Это добавит дополнительные электрические компоненты.
5. Работает ли соленоид на 24 В при более низкой температуре, чем соленоид на 12 В?
Нет, не всегда. Нагрев зависит от мощности катушки, сопротивления катушки, коэффициента заполнения, температуры окружающей среды и тепловой конструкции соленоида. Катушка на 24 В будет потреблять меньше тока при той же мощности, но необходимо проверить температурные характеристики конкретной конструкции соленоида.
6. Важна ли длина кабеля в диапазоне напряжений от 12 В до 24 В?
Да. Падение напряжения вызвано сопротивлением кабеля. Это падение напряжения составляет больший процент от напряжения питания 12 В, чем от напряжения питания 24 В. Поэтому трубчатый соленоид с двухтактной схемой на 24 В может быть более удобным электрическим решением для длинных кабельных трасс, если вся система спроектирована должным образом.
Глава 13: Резюме
Не следует выбирать трубчатый соленоид с двухтактным механизмом на 12 В или 24 В, основываясь только на напряжении. Правильный выбор зависит от имеющегося источника питания, требуемой силы и хода, коэффициента заполнения, длины кабеля, рабочей температуры, системы управления и конструкции всей машины.
Модель на 12 В подходит для систем с батарейным питанием и небольших систем. Модель на 24 В лучше подходит для промышленной автоматизации и оборудования с ПЛК-управлением, поскольку она выдает меньший ток при той же мощности.
Самое важное — не следует предполагать, что более высокое напряжение всегда означает большую силу. Необходимо учитывать все электрические и механические характеристики профессионально разработанных трубчатых соленоидов с двухтактным механизмом.
Правильный выбор напряжения соленоида, соответствующего электрической архитектуре машины, а также проверка усилия, хода, коэффициента заполнения и тепловых характеристик обеспечат надежную работу, более длительный срок службы и упростят интеграцию системы.
