Bobinas Solenóides
As bobinas Beris são projetadas e testadas para serviço contínuo. Todos eles atendem às especificações de resistência térmica de acordo com IEC 216.
Bobina 檚 檚 próprio aumento de temperatura devido à energização.
Incluindo o efeito da temperatura do fluido nos limites nominais do catálogo (características elétricas, operador de solenóide 鈥 檚 faixa de temperatura ambiente)
As bobinas padrão estão disponíveis para as classes de isolamento E, F e H. A classe de isolamento determina a bobina 鈥 檚 temperatura máxima de operação para uma vida específica:
O aumento da temperatura das bobinas continuamente energizadas depende do tamanho e do consumo de energia. Isso, por sua vez, determina a classificação de pressão diferencial máxima de uma válvula, conforme indicado no catálogo.
Um exemplo para a classe de isolamento F. O isolamento é projetado para que a bobina funcione em temperaturas de acordo com a classe F, ou seja, 155 鈩 . o aumento da temperatura da bobina quando energizada é limitado, dependendo do tipo de bobina (por exemplo, 80 鈩 (FT), 95 鈩 , 105 鈩 (FB), 130 鈩 (FF)).
De acordo com o tipo de bobina usada, o operador de solenóide eno 檚 temperatura ambiente máxima (fornecida em 鈥 淓 características elétricas 鈥 nas páginas do catálogo específico) incluindo efeitos de temperatura do fluido pode ser 75,60,50 ou 25 鈩 .
Os fatores determinantes podem ser:
Cálculos
Para solenóides de ação direta, podemos calcular a força de tração do solenóide por meio da seguinte equação aproximada:
Exemplo
Um solenóide médio terá uma força de tração de aproximadamente 15N. Para usar este solenóide em um diferencial de pressão de 1 MPa (10bar), podemos calcular o diâmetro máximo do orifício.
Para aplicações de baixa pressão, como queimadores de gás, dispensação automática ou sistemas de baixo vácuo de até 0,1 MPa, o diâmetro do orifício é igual a 19,5 mm.
As construções operadas por piloto interno (diafragma flutuante ou pistão flutuante) usam um pequeno orifício (o piloto) para controlar a pressão no diafragma ou pistão. Grandes orifícios principais podem ser abertos ou fechados com uma pressão razoável de até 15MPa.
Considerações básicas de design
O campo elétrico
Para usar o solenóide como um driver para válvulas, temos que aprender primeiro como o magnetismo, gerado pelo solenóide, pode ser convertido em energia mecânica.
Se uma certa tensão for aplicada à bobina do solenóide, uma corrente elétrica fluirá através de seus enrolamentos e criará um campo magnético ao redor da bobina.
Este campo depende da quantidade de corrente, número de enrolamentos e comprimento da bobina e é expresso pela seguinte equação:
Descobrimos, entretanto, que a condutância do campo magnético 鈥 搇 ines difere para todos os tipos de materiais.
A condutância é designada: permeabilidade鈥渭鈥.
Para vácuo, a permeabilidade:
u0 = 4. 蟺 .10-7 (H / m) ou (Vs / Am)
u = u0..ur. [u = B / H]
seu ar = 1
Nós distinguimos:
- diamagnético:
ur <1 (bismuto, antimônio)
-paramagnetico:
ur = 1 (alumínio, cobre)
-ferromagnético:
ur> 1 (ferro, níquel, cobalto)
Para identificar o adequado 鈥 渦 r 鈥 ou indução 鈥 淏 鈥 , podemos fazer uso do
as chamadas curvas de histerese-ciclo para os materiais ferromagnéticos.
O núcleo BERIS nut e o material da porca de encaixe são de aço inoxidável ferromagnético de alta compatibilidade química especial. Se as tabelas forem usadas, a seguinte equação deve ser aplicável:
B = u0..ur.H (T)
Solenóides AC e DC
Como é importante conhecer o campo elétrico temos que saber portanto a corrente que passa pela bobina.
Para construções DC, podemos facilmente calcular a corrente com a equação:
No entanto, para construções AC, não temos que lidar apenas com a resistência ôhmica pura, mas também com a resistência AC, a chamada reatância 鈥 榵 L 鈥 .
Para encontrar a impedância 鈥 榋 鈥 temos que combinar os valores de 鈥 榵 L 鈥 e 鈥 楻 鈥 em um diagrama vetorial. Agora podemos calcular a corrente por:
O valor 鈥 榵 L 鈥 depende do gás de ar entre o núcleo e a porca de encaixe e é menor quando o gás é grande.
Portanto, podemos encontrar uma diferença entre a corrente através da bobina quando o núcleo está em sua posição inferior (inrush) e uma corrente com o núcleo em sua posição superior (retenção).
Força de tração de um ímã
Com o conhecimento do campo elétrico e indução, podemos determinar a força motriz do solenóide por meio da seguinte equação:
Como os três gráficos à esquerda mostram, o entreferro entre o núcleo e a porca de encaixe determina a indução 鈥 淏 鈥 e, portanto, a força de tração 鈥 淔 鈥 . As chamadas curvas de curso de tração mostram para cada solenóide suas curvas típicas.
Diferenças entre solenóides CA e CC
Existem duas categorias de válvula solenóide: A primeira categoria com design idêntico AC e DC oferece fácil adaptação da mesma válvula para AC ou DC; A intercambiabilidade total é garantida para corrente alternada ou contínua.
A porca de encaixe e o núcleo das válvulas na segunda categoria têm formato cônico (bloqueado) e uma parte especial não magnetizável deve ser montada para evitar a aderência do núcleo em sua posição superior devido à presença de magnetismo residual. Esta parte é chamada de 鈥 渂 peça de reforço 鈥
Comparação de solenóide AC / DC
Serviço AC
Serviço DC
Consumo de energia para AC:
Com:
PA = valor VA de inrush
PM = mantendo o valor VA
Consumo de energia para DC
P (W) = UI
I (A) = P (w) / U (V)
Classificações de potência nominal
As classificações de potência nominal indicadas nas tabelas de 鈥 淓 CARACTERÍSTICAS LECTRICAS 鈥 são valores médios e são baseadas em medições em produtos padrão. Na maioria dos casos, as tabelas mostram valores para condições quentes e frias.
As definições abaixo devem ser reconhecidas.
Classificações de potência nominal fria
Este valor em watts representa a quantidade de energia dissipada pelo sistema de bobinas após a conexão à fonte de alimentação.
Neste caso a bobina tem a mesma temperatura do ambiente ou, em algumas situações, a temperatura do meio movimentado. O resultado acima resulta em uma resistência nominal da bobina fria. A resistência da bobina fria é mais baixa do que a resistência da bobina quente, resultando em uma classificação de potência mais alta sob condição fria do que quente.
Na prática, a classificação de potência nominal fria deve ser levada em consideração quando uma válvula solenóide é operada (pela primeira vez).
Classificações de potência nominal quente
Após um determinado período de tempo, o sistema de bobinas é aquecido 鈥 搖 p e atinge a temperatura operacional final. Este período de tempo pode variar, dependendo da construção do solenóide, variação de tensão, temperatura ambiente, tamanho da válvula e sistema de tubulação, de 1 a 5 horas de operação.
O resultado acima resulta em uma resistência nominal da bobina quente. A resistência da bobina quente é maior do que a resistência da bobina fria, resultando em uma classificação de potência mais baixa sob condição quente do que fria.
Na prática, a classificação de potência nominal quente deve ser levada em consideração quando os cálculos devem ser realizados para aplicações de bateria de custo ou vida útil.
Observações gerais
As classificações de potência fria e quente são definidas em condições nominais de operação, ou seja:
Observe que o seguinte pode influenciar os valores fornecidos:
