12V vs 24V rörformad solenoid push-pull: Hur man väljer rätt spänning

Kapitel 1 Inledning

Att välja en rörformig push-pull-solenoid för industriella och automationsapplikationer innefattar många punkter, men en av de viktigaste är att välja rätt spänning. Det finns två typer av solenoider som arbetar med likspänning: 12V och 24V. Båda spänningarna kan säkerställa tillförlitlig linjär rörelse men är inte utbytbara.

12V rörformiga solenoider med push-pull-funktion används ofta i kompakta enheter, batteridrivna system, fordonsmekanismer, lågspänningsstyrsystem etc. 24V-versionen används ofta inom industriell automation, maskiner, kopplingsskåp, ventiler, lås och annan utrustning där ökat ledningsavstånd är en avgörande faktor. Men deras prestanda beror inte på spänningen utan på parametrar som kraft, slaglängd, spolmotstånd, ström, arbetscykel, driftstemperatur, strömförsörjning, tillgängligt utrymme och erforderlig livslängd. Den här guiden förklarar skillnaden mellan 12V och 24V rörformiga solenoider och hjälper dig att välja spänning.

Kapitel 2: Vad är en Push-Pull rörformad solenoid?

Push-pull rörformig solenoid — Detta är ett linjärt elektromagnetiskt ställdon som omvandlar elektrisk energi till mekanisk rörelse. Dess design inkluderar en cylindrisk kropp, en elektromagnetisk spole, en rörlig kolv, en returmekanism och elektriska anslutningar.

En elektrisk spole i ställdonet matas med en likspänning som producerar ett elektromagnetiskt fält. Magnetfältet drar kolven i en rak linje in i spolens centrum. Vidare kan ställdonet utformas som en push-pull-funktion, en push-pull-funktion eller en push-pull-funktion.

Den rörformiga formen gör ställdonets konstruktion kompakt och cylindrisk, vilket är bekvämt att integrera med maskiner och automationsenheter.

Vanliga tillämpningar är

Automatiska dörrar och låsmekanismer

Dispenseringsmaskiner

Branscher med automatiseringsrobotar och medicinsk utrustning

Bilmekanism.

Elektriska brytare och magnetventilfunktion

Säkerhetsanordningar.

Automationsmaskineri

Utrustningshantering.

Spänningsvalet måste beakta alla elektriska och mekaniska krav, inte bara själva spänningen.

Kapitel 3: Grundläggande skillnad mellan 12V och 24V rörformade solenoider

Den grundläggande skillnaden mellan en 12V och 24V rörformig push-pull-solenoid är den spänning som krävs för att driva spolen.

En 12V-solenoid använder ungefär dubbelt så mycket ström som en 24V-solenoid för att producera samma arbete.

Till exempel, om en solenoid förbrukar 24 W:

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

Den exakta strömmen beror på spolens design och resistans, men detta förhållande kommer att vara användbart för design av elektriska system.

Att visualisera densiteten är användbart för att förstå de fysikaliska sambanden mellan materialen. Valet av spänning är huvudsakligen en fråga relaterad till elektrisk design. I det här fallet är det relevanta sambandet följande: med högre spänning kan man överföra samma effekt med lägre ström.

Detta kan påverka kabeln, kontakten, storleken på omkopplingskomponenterna, spänningsfallet och det elektriska systemets effektivitet.

Kapitel 4: När man ska använda en 12V rörformad solenoid

Om maskinen använder ett 12V DC-strömsystem är det bättre att välja en 12V rörformad solenoid push-pull.

4.1 Batteridriven utrustning

Många bärbara och mobila enheter använder 12V-ström. Med en 12V-solenoid behöver man inte installera en extra spänningsomvandlare.

Exempel inkluderar mobil utrustning, bilmekanismer, batteridrivna lås och automationssystem.

4.2 12V styrsystem

Om styrelektroniken ger en stabil 12V DC-utgång blir det enklare att integrera systemet med ett 12V-ställdon.

Du behöver ingen extra 24V strömförsörjning eller en DC-DC-omvandlare bara för solenoiden.

4.3 Ledningar med kort avstånd.

12V-spolen har hög ström, men detta kommer inte att vara ett problem i maskiner med korta ledningsavstånd.

4.4 Liten formfaktor

12V-solenoider är mycket praktiska för små enheter med ett 12V-strömsystem.

Hur som helst bör du ta hänsyn till spolströmmen enligt strömförsörjningen och regulatorns utgång.

Kapitel 5: När ska man välja en 24V rörformad solenoid?

En 24V push-pull-solenoid är vanligtvis av rörformig typ som används i industriell utrustning.

5.1 Automatisering inom industrin

24V DC används ofta i PLC-styrsystem, sensorer, reläer och industriella styrkomponenter. Således kan 24V rörformiga solenoider enkelt integreras i samma styrsystem.

5.2 Ökade kabellängder

24V-spolen ger samma effekt med lägre strömstyrka än 12V-spolen och kan därför vara mer fördelaktig vid relativt långa ledningsavstånd.

Lägre strömstyrka hjälper till att minska spänningsfallet och möjliggör användning av kortare ledningar.

5.3 Lägre strömkrav

Anta att ställdonet behöver 30W:

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25 A 24V-versionen kommer att använda ungefär hälften så mycket ström för samma effekt.

Det kommer att vara till hjälp vid val av kablar, kontakter, brytare, reläer och styrelektronik.

5.4 Kontrollskåp för industrin

Om maskinen använder en 24V DC-strömförsörjning är det enklare att välja en 24V rörformad solenoid push-pull.

Kapitel 6: Har 24v mer effekt än 12v?

Nej. Inte exakt.

Detta är en av de viktigaste faktorerna att beakta när man jämför solenoidspänningar.

En 24V solenoid är inte dubbelt så stark som en 12V solenoid. Dragkraften beror på många faktorer, såsom

Induktordesign

varv per minut (RPMS)

Spolresistens

Och nu

Magnetisk krets

Kolvmaterial

Kolvdiameter

Luftgap – Slaglängd

Kroppsdesign

Arbetstemperatur

6.1 Tillämpad spänning

Därför kan en väl utformad 12V rörformig solenoid push-pull ha samma eller högre dragkraft än en dåligt utformad 24V-modell.

Jämför alltid tillverkarens produkt vad gäller spänning, kraftkurva, slaglängd, ström, strömförbrukning och arbetscykel – inte bara spänning.

Spänning, ström och effekt

Det grundläggande förhållandet mellan elektricitet är

6.2 Effekt = Spänning * Ström, så ström = Effekt / Spänning

Så om den erforderliga effekten är konstant, kommer en ökning av spänningen att minska strömmen.

Så här:

Effekt 12V ström 24V ström

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

Detta är förenklade versioner av siffrorna. Solenoidens ström bör alltid refereras till individuella spolspecifikationer.

Denna skillnad kan vara viktig vid konstruktionen av högvolymsautomater med många solenoider.

6.3 Arbete och värmeplikt

En annan faktor är värmebildning.

Push-pull-rörformiga solenoider omvandlar elektrisk energi till magnetisk och mekanisk energi. En del av den elektriska energin omvandlas dock till värme i spolen.

Under kontinuerlig drift av solenoiden kan spoltemperaturen öka avsevärt.

Tänk på dessa aspekter innan du väljer 12V eller 24V:

Regelbunden/intermittent trafik

Driftscykel

Miljö temperatur

Spolens energi

Spolens maximala temperatur "Nödvändig driftsfrekvens"

Kylsystem

En solenoid med en arbetscykel på 25 % bör inte användas i kontinuerligt läge.

Vissa tillämpningar kräver en hög dragkraft med en hög startström, följt av en låg hållström. En sådan design bidrar till att minska värme- och energiförbrukningen.

Kapitel 7: Kontrollera din strömförsörjning

Den enklaste urvalsregeln kan formuleras så här:

Försök att få en solenoidspänning som matchar din likströmsförsörjning, om möjligt.

Om din maskin har en 12V DC-strömförsörjning är en 12V rörformad solenoid push-pull ett bra alternativ.

För en maskin med en standard 24V DC industriell strömförsörjning är en 24V solenoid ett enkelt val.

Felaktigt spänningsval leder till dålig prestanda.

Om du försöker mata 12V till en 24V solenoid kanske magnetkraften inte räcker till; den kan röra sig långsamt, den kanske inte rör sig hela slaglängden, eller den kanske inte ens börjar röra sig.

Att mata 24V till en 12V-spole i kontinuerligt läge kommer att resultera i överström och överhettning.

Så måste märkspänningen kontrolleras före testning.

Kapitel 8. Tänk på ledningar och spänningsfall

Allt eftersom kabellängden ökar ökar spänningsfallet.

12V-systemet har mindre spänningsmarginal än 24V-systemet. Till exempel är ett 1V-fall ungefär

12V strömförsörjning 8.3%

24V-matning 4.2 %

I vissa industriella tillämpningar kan en 24V rörformig solenoid med push-pull vara mer tolerant mot spänningsfall.

Det är särskilt fördelaktigt om solenoiden installeras på ett avstånd av flera meter från styrskåpet.

Men rätt kabeldimensionering är fortfarande viktigt.

Kapitel 9: 12V eller 24V – En snabb jämförelse

Kapitel 10: Val av rätt spänning

5 steg för att välja en rörformig solenoid med push-pull-funktion:

Steg 1. Fastställ möjlig spänning.

Ta reda på din maskins utspänning (12V DC, 24V DC, etc.).

Steg 2: Bestäm den kraft du behöver

Beräkna den minsta resulterande dragkraften under arbetsslaget.

Välj aldrig en solenoid baserat på dess maximala kraftklassning.

Steg 3. Gör dig redo för stroke.

Ta reda på hur mycket rörelse du behöver. Kraften hos en solenoid beror vanligtvis på kolvens position.

Steg 4: Arbetscykeltest

Är solenoiden i drift kontinuerligt (på/av) eller alltid (på)?

Spolkonstruktionen kan variera avsevärt beroende på arbetscykeln (10 %, 25 %, 50 % eller 100 %).

Steg 5: Jämförelse av fullständiga specifikationer

"Nominell spänning

Slagkraft nu,

Tryckkraft

Dra kraft

Arbetscykel.

Spolens temperatur i drift

Frekvens av drift

Montering och storlekar

Anslutningstyp

Genomsnittlig livstid

Den bästa push-pull-rörformiga solenoiden är den som passar alla krav i din applikation.

Kapitel 11. Kan jag använda en 12V-solenoid på ett 24V-system?

Ja, men inte direkt in i 24V.

Du behöver en lämplig spänningsdrivare eller omvandlare för att minska den tillförda spänningen till spolen.

En 24V rörformad solenoid med push-pull-funktion kan också fungera i ett 12V-system med hjälp av en lämplig spänningsomvandlare eller drivkrets i det elsystem.

Men den extra spänningsomvandlaren kommer att komplicera systemet och öka dess kostnad. Vanligtvis är det bättre om du kan hitta en solenoid som passar maskinens ursprungliga spänning.

12V eller 24V – Vilket är bättre?

Ingen mer spänning.

Välj 12V om:

Maskinen drivs av 12V DC.

Applikationen är batteridriven.

Kablarnas längder är korta.

Den medföljande styrenheten ger den ström som behövs.

Den huvudsakliga tillämpningen är liten mobil utrustning.

Välj 24V om:

Maskinen styrs av ett 24V industriellt styrsystem.

Kablarnas längder är längre.

Nuvarande användning är mindre.

Flera aktuatorer är i drift samtidigt.

Industriell automation/PLC-integration krävs.

I de flesta industriella automationstillämpningar är ett 24V DC-system mer praktiskt. 12V är det bättre valet för batteridrivna och fordonsdrivna tillämpningar.

Slutlig checklista för att välja en Rörformad solenoid push-pull

Kontrollera specifikationerna med din solenoidtillverkare innan du beställer:

Är spolen 12V eller 24V DC?

Vad är driftsströmmen?

Vad är spolens effekt?

Vilken är kraften i att dra och trycka?

Vilket slag är angivet?

Vad är en arbetscykel?

Driftstemperatur? Vad är den maximala?

Vad är den förväntade livslängden?

Appliceras kraften vid slaget?

Vill du anpassa spolen för din strömförsörjning?

Om du har krävande applikationer, begär ett prov och testa ställdonet under verkliga förhållanden vad gäller belastning, spänning, temperatur, slaglängd och arbetscykel.

Kapitel 12: Vanliga frågor om 12V eller 24V rörformad solenoid push-pull

1. Vad är en 12V kontra 24V rörformad solenoid push-pull?

Den största skillnaden är märkspänningen den ska arbeta med. 12V rörformad solenoid push-pull (12V DC-strömkälla) och 24V-version (24V DC-strömkälla). 24V-versionen drar hälften så mycket ström som 12V-versionen för samma effekt.

2. Hur mycket starkare är en 24V rörformad solenoid än en 12V solenoid?

Kanske inte. Solenoidens kraft är en funktion av spolens design, ström, magnetkrets, kolvstorlek, slaglängd, luftgap och många andra parametrar. En bra 12V rörformad solenoid med tryck-dragfunktion kan ha samma eller till och med större kraft än en 24V-modell med en annan spoldesign.

3. Varför är 24V-solenoider så populära inom industriell automation?

24V DC är en standardspänning för industriella styrsystem. En 24V rörformad push-pull-solenoid kan ge nödvändig effekt vid en lägre strömstyrka än en liknande 12V-spole. Den kan minska behovet av kablage, kontakter, omkopplingskomponenter och PLC-integration.

4. 12V vs 24V – Vilken är bäst för batteridriven utrustning?

Ett annat alternativ som ofta används där utrustningen redan drivs av ett 12V-batteri eller elsystem är en 12V rörformad solenoid med push-pull-funktion. Du kan använda en 24V solenoid med ett effektomvandlingssystem. Den lägger till ytterligare elektriska komponenter.

5. Går en 24V solenoid svalare än en 12V solenoid?

Nej, inte alltid. Värmen är en funktion av spolens effekt, spolmotstånd, arbetscykel, omgivningstemperatur och solenoidens termiska design. En 24V-spole kommer att använda mindre ström för samma effekt, men du måste kontrollera temperaturprestandan för den specifika solenoiddesignen.

6. Är kabellängden viktig mellan 12V och 24V?

Ja. Spänningsfall orsakat av kabelns resistans. Samma spänningsfall är en större andel av 12V-matningen än av 24V-matningen. Så 24V rörformade solenoider med push-pull kan vara en mer bekväm elektrisk lösning för längre ledningar om hela systemet är korrekt utformat.

Kapitel 13: Sammanfattning

Välj inte en 12V eller 24V rörformad solenoid med push-pull-funktion enbart baserat på spänning. Rätt val beror på tillgänglig strömkälla, erforderlig kraft och slaglängd, arbetscykel, kabellängd, driftstemperatur, styrsystem och hela maskinens konstruktion.

12V-modellen är lämplig för batteridrivna och mindre system. 24V-modellen är bättre för industriell automation och PLC-styrd utrustning, eftersom den har mindre ström för samma effektnivå.

Den viktigaste punkten är att du inte ska anta att högre spänning alltid betyder högre kraft. Alla elektriska och mekaniska specifikationer för professionellt konstruerade rörformiga push-pull-solenoider bör beaktas.

Val av solenoidspänning, matchande med maskinens elektriska arkitektur, samt kontroll av kraft, slaglängd, arbetscykel och termisk prestanda, säkerställer tillförlitlig drift, längre livslängd och enklare systemintegration.