So sánh van điện từ dạng ống đẩy-kéo 12V và 24V: Cách chọn điện áp phù hợp

Chương 1: Giới thiệu

Việc lựa chọn van điện từ dạng ống đẩy kéo cho các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa bao gồm nhiều yếu tố, nhưng một trong những yếu tố quan trọng nhất là lựa chọn điện áp phù hợp. Có 2 loại van điện từ hoạt động dưới điện áp DC: 12V và 24V. Cả hai điện áp này đều có thể đảm bảo chuyển động tuyến tính đáng tin cậy nhưng không thể thay thế cho nhau.

Van điện từ dạng ống đẩy kéo 12V được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị nhỏ gọn, hệ thống chạy bằng pin, cơ cấu ô tô, hệ thống điều khiển điện áp thấp, v.v. Phiên bản 24V thường được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp, máy móc, tủ điều khiển, van, khóa và các thiết bị khác, nơi khoảng cách dây dẫn lớn là yếu tố quan trọng. Tuy nhiên, hiệu suất của chúng không chỉ phụ thuộc vào điện áp mà còn phụ thuộc vào các thông số như lực, hành trình, điện trở cuộn dây, dòng điện, chu kỳ làm việc, nhiệt độ hoạt động, nguồn điện, không gian có sẵn và tuổi thọ yêu cầu. Hướng dẫn này sẽ giải thích sự khác biệt giữa van điện từ dạng ống 12V và 24V và giúp bạn lựa chọn điện áp phù hợp.

Chương 2: A là gì? Van điện từ dạng ống đẩy-kéo?

Van điện từ dạng ống đẩy-kéo — Đây là một bộ truyền động điện từ tuyến tính chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học. Thiết kế của nó bao gồm một thân hình trụ, một cuộn dây điện từ, một pít tông di động, một cơ cấu hồi vị và các đầu nối điện.

Cuộn dây điện của bộ truyền động được cấp điện áp một chiều tạo ra từ trường. Từ trường này kéo pít tông theo đường thẳng vào tâm của cuộn dây. Hơn nữa, bộ truyền động có thể được thiết kế với chức năng đẩy, kéo hoặc đẩy-kéo.

Thiết kế dạng ống giúp cấu trúc của bộ truyền động trở nên nhỏ gọn và hình trụ, thuận tiện cho việc tích hợp với máy móc và thiết bị tự động hóa.

Các ứng dụng phổ biến là

Cửa tự động và cơ chế khóa

Máy pha chế

Các ngành công nghiệp sử dụng robot tự động hóa và thiết bị y tế.

Cơ cấu ô tô.

Công tắc điện và hoạt động của van điện từ

Thiết bị an ninh.

Máy móc tự động hóa

Xử lý thiết bị.

Việc lựa chọn điện áp phải xem xét toàn bộ các yêu cầu về điện và cơ khí, chứ không chỉ riêng điện áp.

Chương 3: Sự khác biệt cơ bản giữa cuộn dây điện từ hình ống 12V và 24V

Sự khác biệt cơ bản giữa nam châm điện dạng ống đẩy kéo 12V và 24V nằm ở điện áp cần thiết để cấp nguồn cho cuộn dây.

Cuộn dây điện từ 12V sẽ tiêu thụ dòng điện gấp đôi so với cuộn dây điện từ 24V để tạo ra cùng một lượng công việc.

Ví dụ, nếu một van điện từ tiêu thụ 24 W:

Phiên bản 12 V ~2 A, Phiên bản 24 V ~1 A

Cường độ dòng điện chính xác sẽ phụ thuộc vào thiết kế cuộn dây và điện trở, nhưng mối quan hệ này sẽ hữu ích cho việc thiết kế hệ thống điện.

Việc trực quan hóa mật độ rất hữu ích để hiểu các mối quan hệ vật lý giữa các vật liệu. Việc lựa chọn điện áp chủ yếu là vấn đề liên quan đến thiết kế điện. Trong trường hợp này, mối quan hệ thích hợp như sau: với điện áp cao hơn, bạn có thể truyền cùng một công suất với dòng điện thấp hơn.

Điều này có thể ảnh hưởng đến kích thước dây dẫn, đầu nối, linh kiện chuyển mạch, độ sụt áp và hiệu suất của hệ thống điện.

Chương 4: Khi nào nên sử dụng van điện từ dạng ống 12V

Nếu máy sử dụng hệ thống nguồn điện một chiều 12V, thì nên chọn loại nam châm điện dạng ống đẩy kéo 12V.

4.1 Thiết bị chạy bằng pin

Nhiều thiết bị cầm tay và di động sử dụng điện 12V. Khi sử dụng van điện từ 12V, sẽ không cần phải lắp đặt thêm bộ chuyển đổi điện áp.

Ví dụ bao gồm thiết bị di động, cơ cấu ô tô, khóa chạy bằng pin và hệ thống tự động hóa.

4.2 Hệ thống điều khiển 12V

Nếu mạch điện tử điều khiển cung cấp nguồn điện một chiều 12V ổn định, việc tích hợp hệ thống với bộ truyền động 12V sẽ dễ dàng hơn.

Bạn sẽ không cần thêm nguồn điện 24V hoặc bộ chuyển đổi DC-DC chỉ dành riêng cho van điện từ.

4.3 Dây dẫn có khoảng cách ngắn.

Cuộn dây 12V có dòng điện cao, nhưng điều này sẽ không thành vấn đề đối với các máy có khoảng cách dây dẫn ngắn.

4.4 Hình thức nhỏ gọn

Van điện từ 12V rất tiện dụng cho các thiết bị nhỏ sử dụng hệ thống điện 12V.

Tóm lại, bạn nên tính đến dòng điện cuộn dây dựa trên nguồn điện và công suất đầu ra của bộ điều khiển.

Chương 5: Khi nào nên chọn van điện từ dạng ống 24V?

Van điện từ đẩy kéo 24V thường là loại hình ống, được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp.

5.1 Tự động hóa trong công nghiệp

Điện áp 24V DC được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển PLC, cảm biến, rơle và các linh kiện điều khiển công nghiệp. Do đó, các van điện từ dạng ống 24V có thể dễ dàng được tích hợp vào cùng một hệ thống điều khiển.

5.2 Tăng chiều dài cáp

Cuộn dây 24V cung cấp cùng một công suất với dòng điện thấp hơn so với cuộn dây 12V và do đó có thể mang lại nhiều lợi ích hơn trong trường hợp khoảng cách dây dẫn tương đối dài.

Dòng điện thấp hơn giúp giảm sự sụt giảm điện áp và cho phép sử dụng dây dẫn nhỏ hơn.

5.3 Yêu cầu dòng điện thấp hơn

Giả sử bộ truyền động yêu cầu công suất 30W:

12V 30W ÷ 12V = 2.5A 24V 30W ÷ 24V = 1.25A Phiên bản 24V sẽ sử dụng khoảng một nửa dòng điện cho cùng công suất.

Điều này sẽ hữu ích trong việc lựa chọn cáp, đầu nối, công tắc, rơle và các thiết bị điện tử điều khiển.

5.4 Tủ điều khiển cho ngành công nghiệp

Nếu máy sử dụng nguồn điện một chiều 24V, thì việc chọn loại nam châm điện dạng ống đẩy kéo 24V sẽ dễ dàng hơn.

Chương 6: Điện áp 24V có mạnh hơn điện áp 12V không?

Không. Không hẳn vậy.

Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần xem xét khi so sánh điện áp của các van điện từ.

Cuộn dây điện từ 24V không mạnh gấp đôi cuộn dây điện từ 12V. Lực kéo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như...

Thiết kế cuộn cảm

vòng quay mỗi phút (RPM)

Cuộn kháng

Và bây giờ

Mạch từ

Vật liệu pít tông

Đường kính pít tông

Khoảng cách không khí – Đột quỵ

Thiết kế cơ thể

Nhiệt độ làm việc

6.1 Điện áp đặt vào

Do đó, một van điện từ dạng ống đẩy-kéo 12V được thiết kế tốt có thể có lực kéo tương đương hoặc cao hơn so với một mẫu 24V được thiết kế kém.

Luôn so sánh sản phẩm của nhà sản xuất về điện áp, đường cong lực, hành trình, dòng điện, công suất tiêu thụ và chu kỳ làm việc—không chỉ riêng điện áp.

Điện áp, dòng điện và công suất

Mối quan hệ cơ bản của điện là

6.2 Công suất = Điện áp * Dòng điện, do đó Dòng điện = Công suất / Điện áp

Vì vậy, nếu công suất yêu cầu không đổi, thì việc tăng điện áp sẽ làm giảm cường độ dòng điện.

Thích bài viết này:

Nguồn điện 12V Dòng điện 24V

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

Đây là các phiên bản đơn giản hóa của các con số. Dòng điện của cuộn dây điện từ luôn phải được tham khảo theo thông số kỹ thuật của từng cuộn dây riêng lẻ.

Sự khác biệt này có thể rất quan trọng trong thiết kế các máy tự động sản xuất số lượng lớn với nhiều van điện từ.

6.3 Công việc và nhiệm vụ liên quan đến nhiệt

Một yếu tố khác là sự sinh nhiệt.

Nam châm điện dạng ống đẩy-kéo là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng từ trường và cơ học. Tuy nhiên, một phần năng lượng điện bị chuyển hóa thành nhiệt trong cuộn dây.

Trong quá trình hoạt động liên tục của nam châm điện, nhiệt độ cuộn dây có thể tăng lên đáng kể.

Hãy cân nhắc những khía cạnh này trước khi lựa chọn giữa 12V hoặc 24V:

Dịch vụ thường xuyên/không thường xuyên

Chu kỳ hoạt động

Nhiệt độ môi trường

Năng lượng của cuộn dây

Nhiệt độ tối đa của cuộn dây “Tần số hoạt động yêu cầu”

Hệ thống làm mát

Không nên sử dụng van điện từ có chu kỳ làm việc 25% ở chế độ liên tục.

Một số ứng dụng yêu cầu lực kéo lớn với dòng khởi động cao, tiếp theo là dòng giữ thấp. Thiết kế như vậy giúp giảm nhiệt lượng tỏa ra và tiêu thụ năng lượng.

Chương 7: Kiểm tra nguồn điện

Nguyên tắc lựa chọn đơn giản nhất có thể được phát biểu như sau:

Hãy cố gắng tìm điện áp cho cuộn dây điện từ phù hợp với nguồn điện một chiều của bạn, nếu có thể.

Nếu máy của bạn sử dụng nguồn điện một chiều 12V, thì nam châm điện dạng ống đẩy kéo 12V là một lựa chọn tốt.

Đối với máy móc sử dụng nguồn điện công nghiệp 24V DC tiêu chuẩn, van điện từ 24V là một lựa chọn dễ dàng.

Việc lựa chọn điện áp không phù hợp sẽ dẫn đến hiệu suất kém.

Nếu bạn cố gắng cấp nguồn 12V cho nam châm điện 24V, lực từ có thể không đủ; nó có thể chuyển động chậm, không di chuyển hết hành trình hoặc thậm chí không bắt đầu chuyển động.

Cấp điện áp 24V vào cuộn dây 12V ở chế độ liên tục sẽ dẫn đến dòng điện quá tải và quá nhiệt.

Vì vậy, cần kiểm tra điện áp định mức trước khi tiến hành thử nghiệm.

Chương 8. Xem xét hệ thống dây dẫn và sự sụt giảm điện áp.

Khi chiều dài cáp tăng lên, độ sụt áp cũng tăng lên.

Hệ thống 12V có biên độ điện áp thấp hơn hệ thống 24V. Ví dụ, mức giảm 1V xấp xỉ

Nguồn điện 12V 8.3%

Nguồn cấp 24V, hiệu suất 4.2%.

Trong một số ứng dụng công nghiệp, van điện từ dạng ống đẩy kéo 24V có thể chịu được tốt hơn các vấn đề về sụt áp.

Sẽ đặc biệt có lợi nếu van điện từ được lắp đặt cách tủ điều khiển vài mét.

Tuy nhiên, việc lựa chọn kích thước cáp phù hợp vẫn rất quan trọng.

Chương 9: 12V hay 24V—So sánh nhanh

Chương 10: Chọn điện áp phù hợp

5 bước để chọn van điện từ dạng ống đẩy-kéo:

Bước 1. Xác định điện áp khả thi.

Hãy tìm hiểu điện áp đầu ra của máy (12V DC, 24V DC, v.v.).

Bước 2: Xác định lực cần thiết

Tính toán lực đẩy-kéo tổng hợp tối thiểu trong suốt quá trình hoạt động.

Không bao giờ lựa chọn van điện từ dựa trên công suất lực tối đa của nó.

Bước 3. Chuẩn bị cho cơn đột quỵ.

Hãy tìm hiểu xem bạn cần chuyển động bao nhiêu. Lực của nam châm điện thường phụ thuộc vào vị trí của pít tông.

Bước 4: Kiểm tra chu kỳ hoạt động

Van điện từ hoạt động liên tục (bật/tắt) hay luôn luôn (bật)?

Thiết kế cuộn dây có thể thay đổi đáng kể tùy thuộc vào chu kỳ hoạt động (10%, 25%, 50% hoặc 100%).

Bước 5: So sánh thông số kỹ thuật đầy đủ

Điện áp định mức

Tăng sức mạnh cú đánh ngay bây giờ!

Lực đẩy

Lực kéo

Chu kỳ nhiệm vụ.

Nhiệt độ của cuộn dây trong quá trình hoạt động

Tần suất hoạt động

Lắp đặt và kích thước

Loại trình kết nối

Tuổi thọ trung bình

Van điện từ dạng ống đẩy-kéo tốt nhất là loại đáp ứng được mọi yêu cầu của ứng dụng của bạn.

Chương 11. Tôi có thể sử dụng van điện từ 12V trên hệ thống 24V không?

Đúng vậy, nhưng không phải cắm trực tiếp vào nguồn 24V.

Bạn sẽ cần một bộ điều chỉnh điện áp hoặc bộ chuyển đổi điện áp phù hợp để giảm điện áp cung cấp cho cuộn dây.

Van điện từ dạng ống đẩy kéo 24V cũng có thể hoạt động trong hệ thống 12V với sự hỗ trợ của bộ chuyển đổi điện áp hoặc bộ điều khiển phù hợp trong hệ thống điện.

Tuy nhiên, bộ chuyển đổi điện áp bổ sung sẽ làm phức tạp hệ thống và tăng chi phí. Thông thường, nếu bạn có thể tìm được van điện từ phù hợp với điện áp gốc của máy thì sẽ tốt hơn.

12V hay 24V — Loại nào tốt hơn?

Hết điện.

Chọn 12V nếu:

Máy này sử dụng nguồn điện 12V DC.

Ứng dụng này sử dụng pin làm nguồn.

Chiều dài các dây cáp ngắn.

Bộ điều khiển được cung cấp sẽ cung cấp dòng điện cần thiết.

Ứng dụng chính là thiết bị di động cỡ nhỏ.

Chọn 24V nếu:

Máy được điều khiển bởi hệ thống điều khiển công nghiệp 24V.

Chiều dài của các dây cáp dài hơn.

Mức sử dụng hiện tại thấp hơn.

Nhiều bộ truyền động đang hoạt động cùng một lúc.

Việc tích hợp tự động hóa công nghiệp/PLC là cần thiết.

Trong hầu hết các ứng dụng tự động hóa công nghiệp, hệ thống 24V DC tiện lợi hơn. Hệ thống 12V là lựa chọn tốt hơn cho các ứng dụng chạy bằng pin và ô tô.

Danh sách kiểm tra cuối cùng để lựa chọn Van điện từ dạng ống đẩy-kéo

Vui lòng kiểm tra thông số kỹ thuật với nhà sản xuất van điện từ trước khi đặt hàng:

Cuộn dây là loại 12V hay 24V DC?

Dòng điện hoạt động là bao nhiêu?

Công suất của cuộn dây là bao nhiêu?

Sức mạnh của lực đẩy và lực kéo là gì?

Nét vẽ được chỉ định là gì?

Chu kỳ làm việc là gì?

Nhiệt độ hoạt động? Nhiệt độ tối đa là bao nhiêu?

Tuổi thọ dự kiến ​​là bao lâu?

Lực có được tác dụng tại thời điểm chuyển động không?

Bạn có muốn tùy chỉnh cuộn dây cho bộ nguồn của mình không?

Nếu bạn có các ứng dụng đòi hỏi cao, hãy yêu cầu mẫu và thử nghiệm bộ truyền động trong điều kiện thực tế về tải trọng, điện áp, nhiệt độ, hành trình và chu kỳ làm việc.

Chương 12: Câu hỏi thường gặp về van điện từ dạng ống đẩy kéo 12V hoặc 24V

1. Van điện từ dạng ống đẩy kéo 12V khác với 24V như thế nào?

Sự khác biệt chính nằm ở điện áp định mức mà nó sẽ hoạt động. Có hai phiên bản: van điện từ dạng ống đẩy kéo 12V (nguồn điện DC 12V) và phiên bản 24V (nguồn điện DC 24V). Phiên bản 24V sẽ tiêu thụ dòng điện bằng một nửa so với phiên bản 12V với cùng công suất.

2. Nam châm điện dạng ống 24V mạnh hơn nam châm điện dạng ống 12V bao nhiêu?

Có lẽ không hẳn vậy. Lực của nam châm điện phụ thuộc vào thiết kế cuộn dây, dòng điện, mạch từ, kích thước pít tông, hành trình, khe hở không khí và nhiều thông số khác. Một nam châm điện dạng ống đẩy kéo 12V tốt có thể có lực tương đương hoặc thậm chí lớn hơn so với mẫu 24V có thiết kế cuộn dây khác.

3. Tại sao van điện từ 24V lại phổ biến trong tự động hóa công nghiệp?

Điện áp 24V DC là điện áp tiêu chuẩn cho các hệ thống điều khiển công nghiệp. Một van điện từ dạng ống đẩy kéo 24V có thể cung cấp công suất cần thiết với dòng điện thấp hơn so với cuộn dây 12V tương tự. Điều này giúp giảm thiểu dây dẫn, đầu nối, linh kiện chuyển mạch và tích hợp PLC.

4. 12V so với 24V — Loại nào tốt hơn cho thiết bị chạy bằng pin?

Một lựa chọn khác thường được sử dụng khi thiết bị đã được cấp nguồn bằng pin 12V hoặc hệ thống điện là van điện từ dạng ống 12V kiểu đẩy kéo. Bạn có thể sử dụng van điện từ 24V với hệ thống chuyển đổi nguồn. Điều này sẽ bổ sung thêm các linh kiện điện.

5. Van điện từ 24V có hoạt động mát hơn van điện từ 12V không?

Không, không phải lúc nào cũng vậy. Nhiệt lượng tỏa ra phụ thuộc vào công suất cuộn dây, điện trở cuộn dây, chu kỳ hoạt động, nhiệt độ môi trường và thiết kế tản nhiệt của van điện từ. Cuộn dây 24V sẽ tiêu thụ ít dòng điện hơn với cùng công suất, nhưng bạn cần kiểm tra hiệu suất nhiệt của thiết kế van điện từ cụ thể.

6. Chiều dài cáp có quan trọng không giữa điện áp 12V và 24V?

Đúng vậy. Sự sụt giảm điện áp là do điện trở của dây cáp. Cùng một mức sụt giảm điện áp này chiếm tỷ lệ lớn hơn ở nguồn 12V so với nguồn 24V. Vì vậy, van điện từ dạng ống đẩy kéo 24V có thể là giải pháp điện thuận tiện hơn cho các đoạn dây dài nếu toàn bộ hệ thống được thiết kế đúng cách.

Chương 13: Tổng kết

Không nên lựa chọn van điện từ dạng ống đẩy kéo 12V hoặc 24V chỉ dựa trên điện áp. Việc lựa chọn đúng phụ thuộc vào nguồn điện sẵn có, lực và hành trình yêu cầu, chu kỳ làm việc, chiều dài cáp, nhiệt độ hoạt động, hệ thống điều khiển và thiết kế tổng thể của máy.

Phiên bản 12V phù hợp với các hệ thống nhỏ hơn và sử dụng pin. Phiên bản 24V tốt hơn cho tự động hóa công nghiệp và thiết bị điều khiển PLC, vì nó có dòng điện thấp hơn ở cùng mức công suất.

Điểm quan trọng nhất là bạn không nên cho rằng điện áp cao hơn luôn đồng nghĩa với lực mạnh hơn. Tất cả các thông số kỹ thuật điện và cơ khí của các van điện từ đẩy kéo dạng ống được thiết kế chuyên nghiệp cần được xem xét.

Việc lựa chọn điện áp van điện từ phù hợp với cấu trúc điện của máy, cũng như kiểm tra lực, hành trình, chu kỳ làm việc và hiệu suất nhiệt, sẽ đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, tuổi thọ cao hơn và tích hợp hệ thống dễ dàng hơn.