Соленоид как работает: Как работает соленоид?

Как работает соленоид?

Соленоиды используются во многих устройствах для обеспечения линейного или вращательного приведения в действие  механических систем. Хотя управление соленоидом может быть таким же простым, как включение и выключение нагрузки (например, выключатель), часто более высокая производительность может быть получена с помощью специализированной интегральной микросхемы (ИС) для его управления.

В этой статье мы рассмотрим, как система управления электропривода влияет на электромеханические характеристики соленоидов. Будет сравниваться две различные схемы: простой коммутатор и драйвер регулирования тока. Также будут рассмотрены технологии энергосбережения, которые ограничивают рассеивание мощности в соленоиде.

Принцип работы соленоида

Самая примитивная конструкция соленоида представляет собой катушку, создающую магнитное поле. Устройства, которые мы называем соленоидами, состоят из катушки и движущегося сердечника из железа или другого материала.

При подаче тока в катушку сердечник втягивается и приводит в движение механический объект, соединенный с сердечником. Простой соленоид показан ниже:

Для приведения в движение сердечника на катушку подается напряжение. Поскольку индуктивное сопротивление катушки довольно велико для ускорения процессов срабатывания на катушку подают повышенное напряжение. Втягивающая сила сердечника пропорциональна току.

Для удержания механического устройства в активной зоне необходим гораздо меньший ток. Если ток в катушке после доведения механического устройства до конечной точки не уменьшить, то это вызовет значительно больший нагрев соленоида.

Для решения этой проблемы можно использовать  драйвер постоянного тока. Ток можно контролировать по времени для обеспечения минимальных тепловых потерь при максимально необходимом удерживающем моменте.

Испытательная установка

Чтобы сравнить электромеханические характеристики различных схем привода соленоида, была создана простая тестовая установка с использованием сервоусилителя, подключенного к соленоиду с изгибом для измерения движения соленоида. Движение, наряду с напряжением и током, было зафиксировано с помощью осциллографа. Для управления соленоидом использовалась MPS MPQ6610 IC.

Простые драйверы для соленоидов

Самый простой способ управлять соленоидом — включить и выключить ток. Это часто делается с помощью переключателя MOSFET с низкой стороны и токового защитного диода (рисунок ниже). В этой схеме ток ограничен только напряжением питания и постоянным сопротивлением соленоида.

Электромеханические характеристики простого привода соленоида ограничены. Поскольку полное напряжение и ток применяются в течение 100% времени, ток втягивания ограничивается постоянной мощностью рассеяния соленоида. Большая индуктивность катушки ограничивает скорость нарастания тока при включении соленоида.

В тесте измерялось движение, напряжение и ток соленоида включаемого с помощью простого переключателя (рисунок ниже). В этом случае время включения соленоида (15 Ом, рассчитанного на 12 В) занимало 30 мс, чтобы приводить в действие механический привод и рассеивать мощность 10 Вт.

Если вы задаетесь вопросом о «впадине» в текущей форме волны, то это уменьшение тока связано с обратной ЭДС, создаваемой движущимся сердечником соленоида. Обратная ЭДС увеличивается по мере того, как сердечник разгоняется до тех пор, пока соленоид не втянется и не остановится.

Высокопроизводительный драйвер соленоида

В большинстве применений полный ток необходим только для втягивания соленоида. После завершения движения уровень тока в соленоиде может быть снижен, что приводит к экономии энергии и значительно меньшему количеству тепла, выделяемого в катушке. Это также позволяет использовать более высокое напряжение питания, что обеспечивает форсировку тока втягивания, чтобы сделать процесс втягивания сердечника соленоида более быстрым и обеспечить большую силу втягивания.

Мощный полумост MPS MPQ6610 вместе с несколькими внешними компонентами может выполнить эту задачу (рисунок ниже). MPQ6610 рассчитан на 60 В и 3 А и доступен в небольших пакетах TSOT и SOIC.

Результирующие сигналы возбуждения показаны на рисунке ниже. Желтая линия — это сигнал OUT, управляющий соленоидом, а зеленый — ток соленоида. Первоначально полное напряжение питания 24 В (в этом случае приводится в движение соленоид). После задержки ток уменьшается путем широтно-импульсной модуляции выхода. Время втягивания сокращается до 16 мс, а рассеиваемая мощность удержания значительно ниже (около 600 мВт вместо 10 Вт).

Эта схема работает следующим образом:

Первоначально входной сигнал низкий. Это разряжает C1-D1 и удерживает контакт ISET с низким значением Q1.

Входной сигнал нарастает, что позволяет MPQ6610  «нарастить» выходной сигнал до высокого уровня, применяя полное напряжение питания к соленоиду. C1 начинает заряжаться через R1. Ток поступает из штыря ISET, пропорционального току, протекающему в соленоиде. С зарядом C1 напряжение на штыре ISET может увеличиться.

Предполагая, что в соленоиде имеется достаточный ток, напряжение на шине ISET продолжает расти, пока не достигнет своего порога регулирования тока (1,5 В). На этом этапе MPQ6610 начинает регулировать ток соленоида. Регулируемый ток удержания устанавливается значением R2.

Время задержки (когда соленоид приводится в 100% рабочий цикл) устанавливается значениями R1 и C1. Для стандартного логического уровня 3,3 В время составляет приблизительно 0,33 × RC. Для примера выше, с R1 = 100 кОм и C1 = 2,2 мкФ, 0,33 × RC = 75 мс.

Выводы

Представленные в этой статье измерения показывают, что улучшенная производительность и значительно более низкое потребление энергии могут быть достигнуты с использованием управляющего током драйвера для управления соленоидами.

Небольшие драйверы на интегральных микросхемах, такие как MPS MPQ6610, могут обеспечить это преимущество производительности по низкой цене и занимать очень небольшую площадь на печатной плате.

И кому интересно как работает соленоид:

Смотрите также:

Бриллианты пролетариата

Дело — труба. Может ли замерзнуть выхлопная система автомобиля?

Эффект дежавю: обзор советских автомобилей

Автомобили с пробегом: за и против

Быстроногие бегемоты

Дорогами Победы

Как Проверить и Поменять, Блок Управления Коробкой Передач, Автоматический Прозвон, Ремонт Неисправностей Своими Руками

АКПП любой формации представляет собой достаточно сложный механизм, просто изобилующий разного рода деталями. Одни из них являются лишь вспомогательными в работе устройства, а другие – настоящей основой. Именно к категории последних относятся соленоиды, отвечающие за переключение передач и управление режимами коробки. Более подробно о принципах функционирования и общей концепции данных элементов АКПП поговорим сегодня. Интересно? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй.

Устройство и принцип работы соленоидов АКПП

Соленоид АКПП – это специальное устройство, которое отвечает за движение масла внутри гидроблочного механизма. Управляется оно электронным блоком управления АКПП и, по сути, представляет собой обычный электромеханический клапан. Именно соленоиды стали наиболее распространёнными «управленцами» переключения передач и режимов работы в современных автоматических коробках передач. Если в роботизированных и вариаторных КПП заменить данные узлы чем-то возможно, то вот в гидравлических АКПП они стали основой управления, поэтому вряд ли будут вытеснены в течение ближайших десятилетий.

Стоит отметить, что соленоид в коробке переключения передач далеко не один – их множество, которые зачастую объединены в целые блоки. Ранее функции контроля движения масла по каналам АКПП возлагались на механические клапанные механизмы, однако развитие автомобильной электроники спровоцировало замену таких устройств на более удобные соленоиды. Если быть точнее, то первый соленоид был установлен в конструкцию автомата лишь в середине 80-х годов в США, после чего получил широкое распространение в этой сфере применения.

Повторимся, любой соленоид – это электромеханическое устройство, которое, честно говоря, очень простое по своей конструкции. Основная функция данного механизма заключается в перекрытии подачи масла по тому или иному каналу АКПП посредством его запирания специальным стержнем. Последний, к слову, выполнен из металла и попросту скользит в проводящей ток спирали (электричество в ней течёт постоянно, пока заведён мотор автомобиля). Нарастание тока движет стержень к концу спирали, то есть запирает канал подачи масла, снижение – к его началу, соответственно, усиливая подачу смазки. Движение стержня любого соленоида организовано при помощи специальных механизмов – запирающих и возвратных пружин.

Все соленоиды АКПП собраны в её элементе под названием «гидроблок» (в народе – блок соленоидов). Гидроблок, к слову, представляет собой плиту, разделённую на многочисленные каналы и имеющую в конструкции множество датчиков, клапанов. Такая организация позволяет автомату осуществлять возложенные на него обязанности, которые заключаются в автоматическом переключении передач. Соленоиды в этой системе играют немаловажную роль и находятся под управлением ЭБУ, направляющем им сигналы по открытию или закрытию конкретного канала гидроблока.

Виды соленоидов

Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:

• Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
• Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
• Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.

С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.

Типы соленоидов в современных коробках

Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:

• Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
• Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
• Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
• Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
• Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
• Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.

Важно понимать, что для каждой пары сцепления (передачи) имеется не один соленоид, а сразу несколько из отмеченных выше. Стабильная и беспроблемная работа АКПП возможна лишь при нормальной работе всех клапанов гидроблока, поэтому относиться к ним нужно с должным уровнем ответственности.

О неисправностях соленоидов АКПП и их ремонте

Неисправный соленоид – это одна из главных причин некорректной работы и перехода АКПП в аварийный режим. Несмотря на высокую надёжность современных клапанов гидроблока, по своей сущности эти устройства являются расходниками, поэтому требуют периодической замены. Если ситуация не слишком запущена, проблему может решить обычная замена масла в АКПП. Поменять соленоид вполне можно собственноручно, однако прежде всего важно диагностировать его неисправность.

Для проверки любого клапана гидроблочной плиты придётся осуществлять его «прозвонку». Необходимо это по одной простой причине: неисправный соленоид теряет нормальное для себя сопротивление, если быть точнее, оно повышается. Как проверить соленоид? Очень просто, процедура диагностики клапанов не представляет собой ничего сложного и заключается в исполнении следующих операций:

1. Снимите гидроблок с коробки, который зачастую располагается на днище узла, реже – сбоку;
2. Отсоедините контакты каждого соленоида от соответствующих разъёмов блока управления;
3. Прозвоните каждый клапан. Норма сопротивления на его конках определяется для каждого типа в индивидуальном порядке. Так, например, для соленоидов EV-1 норма сопротивления находится в пределах 65-66 Ом (при 20 градусах по Цельсию). Для других клапанов нормальные показатели, соответственно, свои.

Примечание! На современных коробках имеются функции самодиагностики, поэтому для определения того, какой именно соленоид неисправен, достаточно подключиться к бортовому компьютеру автомобиля. Если подобная мера не возможна, то придётся проводить диагностику традиционным «прозвоном» своими руками, после чего уже ремонтировать нужный элемент узла.

Допустим, неисправный клапан выявлен – что требуется дальше? Естественно, ремонт соленоида или их группы. К сожалению, разобрать клапан, промыть его и собрать обратно не выйдет, придётся полностью менять элемент гидроблока. Стоимость его не особо высока, поэтому бояться процедуры ремонта не стоит. Зачастую замена соленоидов в АКПП проводится так:

1. Гидроблок снимается с коробки;
2. От клапана отсоединяются все разъёмы;
3. Откручивают крепления соленоида, и он снимается с гидроблока;
4. После этого на место старого клапана устанавливается новый, к нему присоединяются все разъёмы;
5. Затем гидроблок устанавливается обратно на КПП. Ремонт окончен.

Как видите, особых сложностей в устройстве соленоидов автомата и их ремонте нет. Разобраться и с тем, и с другим вполне поможет представленный сегодня материал. Надеемся, он был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в ремонте авто!

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Линейный электромагнитный соленоид: принцип работы и типы

В данной статье мы подробно поговорим про линейный соленоид, опишем принцип его работы, разберем конструкции линейного и вращательного соленоида, а так же вы узнаете как снизить энергопотребление соленоида.

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение.

Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку.

Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид. Эти виды и не только вы можете найти и приобрести на Алиэкспресс.

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода. Эта катушка проволоки становится « электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита.

Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

Магнитное поле, создаваемое катушкой

Когда электрический ток проходит через обмотки катушек, он ведет себя как электромагнит, и плунжер, который находится внутри катушки, притягивается к центру катушки с помощью магнитного потока внутри корпуса катушек, который, в свою очередь, сжимает небольшая пружина прикреплена к одному концу плунжера.  Сила и скорость движения плунжеров определяются силой магнитного потока, генерируемого внутри катушки.

Когда ток питания выключен (обесточен), электромагнитное поле, созданное ранее катушкой, разрушается, и энергия, накопленная в сжатой пружине, заставляет поршень вернуться в исходное положение покоя. Это движение плунжера вперед и назад известно как «ход» соленоидов, другими словами, максимальное расстояние, на которое плунжер может проходить в направлении «вход» или «выход», например, 0–30 мм.

Такой тип соленоида обычно называется линейным соленоидом из-за линейного направленного движения и действия плунжера. Линейные соленоиды доступны в двух основных конфигурациях, которые называются «тягового типа», так как он тянет подключенную нагрузку к себе, когда они находятся под напряжением, и «толкающего типа», которые действуют в противоположном направлении, отталкивая его от себя при подаче питания. Как притягивающие, так и толкающие типы обычно имеют одинаковую конструкцию, с разницей в расположении возвратной пружины и конструкции плунжера.

Конструкция линейного соленоида вытяжного типа

Линейные соленоиды полезны во многих устройствах, которые требуют движения открытого или закрытого типа (например, внутри или снаружи), таких как дверные замки с электронным управлением, пневматические или гидравлические регулирующие клапаны, робототехника, управление автомобильным двигателем, ирригационные клапаны для полива сада и даже для дверного звонка. Они доступны как открытая рама, закрытая рама или герметичные трубчатые типы.

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях).

Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 ^o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ^° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ^° до +45 ^° или от 0 ^° до -45 ^°, а также фиксация в 2 положениях.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Электромагнитное переключение

Обычно соленоиды, линейные или вращающиеся, работают с приложением постоянного напряжения, но их также можно использовать с синусоидальными напряжениями переменного тока, используя двухполупериодные мостовые выпрямители для выпрямления питания, которые затем можно использовать для переключения соленоида постоянного тока. Малые соленоиды типа DC могут легко управляться с помощью транзисторных или полевых МОП-транзисторов и идеально подходят для использования в роботизированных устройствах.

Однако, как мы видели ранее с электромеханическими реле, линейные соленоиды являются «индуктивными» устройствами, поэтому требуется некоторая электрическая защита через катушку соленоида для предотвращения повреждения полупроводникового переключающего устройства высокими обратными ЭДС.  В этом случае используется стандартный «Диод маховика», но вы также можете использовать стабилитрон или варистор малого значения.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода.

Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена.  Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее.

Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении. Одним из способов достижения этого является последовательное подключение подходящего «удерживающего» резистора с катушкой соленоида, например:

Здесь контакты переключателя замыкаются, замыкая сопротивление и передавая полный ток питания непосредственно на обмотки электромагнитных катушек. После подачи питания контакты, которые могут быть механически связаны с плунжером электромагнитного действия, размыкаются, соединяя удерживающий резистор R _H последовательно с катушкой соленоида.  Это эффективно соединяет резистор последовательно с катушкой.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I ² R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Рабочий цикл соленоида

Другим более практичным способом уменьшения тепла, выделяемого катушкой соленоидов, является использование «прерывистого рабочего цикла». Прерывистый рабочий цикл означает, что катушка многократно переключается «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на подходящей частоте, чтобы активировать механизм плунжера, но не дать ему обесточиться во время периода ВЫКЛ. Прерывистое переключение рабочего цикла является очень эффективным способом уменьшения общей мощности, потребляемой катушкой.

Рабочий цикл (% ED) соленоида — это часть времени «ВКЛ», когда на электромагнит подается напряжение, и это отношение времени «ВКЛ» к общему времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для одного полного цикла операций. Другими словами, время цикла равно времени включения плюс время выключения. Рабочий цикл выражается в процентах, например:

Затем, если соленоид включен или включен на 30 секунд, а затем выключен на 90 секунд перед повторным включением, один полный цикл, общее время цикла включения / выключения составит 120 секунд, (30 + 90) поэтому рабочий цикл соленоидов будет рассчитываться как 30/120 сек или 25%. Это означает, что вы можете определить максимальное время включения соленоидов, если вам известны значения рабочего цикла и времени выключения.

Например, время выключения равно 15 секундам, рабочий цикл равен 40%, поэтому время включения равно 10 секундам. Соленоид с номинальным рабочим циклом 100% означает, что он имеет постоянное номинальное напряжение и поэтому может быть оставлен включенным или постоянно включен без перегрева или повреждения.

В этом уроке о соленоидах мы рассматривали как линейный соленоид, так и вращающийся соленоид как электромеханический привод, который можно использовать в качестве выходного устройства для управления физическим процессом. В следующем уроке мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых исполнительными механизмами, и устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в соответствующее вращательное движение, используя электромагнетизм. Тип устройства вывода, которое мы рассмотрим в следующем уроке — это двигатель постоянного тока.

Соленоиды АКПП – принцип работы и назначение |

Что такое соленоиды в АКПП | Принцип работы

Соленоиды АКПП – это электромагнитные клапана, которые управляются электронным блоком и отвечают за открытие канала для смазки АКПП. Именно соленоиды обеспечивают качественную смазку и охлаждение внутренних элементов автоматической трансмиссии. Сам соленоид состоит из стержня из магнита с медной обмоткой.

Под напряжением электромагнитный клапан открывает и закрывает масляный канал, через который происходит охлаждение и смазка узла.

Принцип работы соленоидов достаточно прост. Клапан при отсутствии напряжения втягивается пружинами, закрывая масляный канал. Как только на обмотку подается напряжение под действием электротока и возникающего магнитного поля пружина выталкивает клапан, открывая тем самым масляный канал. Необходимо сказать, что сегодня используются сложные по своей конструкции соленоиды, которые управляются широко-импульсной модуляцией. Использование подобной технологии управления позволяет обеспечить возможность плавного открытия клапана, что в свою очередь обеспечивает максимально качественную смазку АКПП. Необходимо сказать, что преимуществом использования таких соленоидов с управлением широко-импульсной модуляцией является возможность замены вышедших элементов из строя по одному. Тогда как обычные клапана меняются всем комплектом сразу.

Признаки неисправности соленоидов:

Определить поломку вы можете по косвенным признакам, к которым относятся:

• Частый переход АКПП в аварийный режим.
• Наличие резких толчков при переключении скоростей.
• Удары в коробке во время плавного набора оборотов.

В том случае, если вы заметили у себя в автомобиле подобные симптомы, рекомендуется, как можно скорее обратиться в сервисный центр, где вам проведут глубокую проверку автомобиля и при необходимости выполнят ремонт автоматической коробки передач.

Типичные неисправности соленоидов

Как и любой иной сложный элемент, соленоиды могут выходить из строя. Все поломки могут быть вызваны как выработкой своего эксплуатационного срока, так и внешними факторами. Поговорим поподробнее о причинах поломок электрических клапанов. Основной причиной выхода из строя соленоидов является использование некачественного масла. На элементах клапана появляется осадок из коксующегося масла, что и приводит в конечном итоге к заклиниванию штока в одном положении. Сложность ремонта в данном случае состоит в том, что требуется производить замену всех соленоидов, что имеет высокую стоимость.

Именно поэтому автопроизводители и специалисты из сервисных центров рекомендуют производить регулярную замену масла в АКПП и использовать качественные расходные материалы.

В ряде случаев причиной выхода из строя электроклапанов являются поломки блока управления, который отвечает за их работу. Определить такую проблему можно лишь выполнив компьютерную диагностику авто. Ремонт заключается в замене вышедшего из строя блока. Следует сказать, что, несмотря на свою относительную простоту, такой ремонт имеет существенную стоимость, что объясняется ценой самого электрического блока управления.

Агрессивная езда — двойная нагрузка на соленоиды

Также вам необходимо помнить о сроке службы соленоидов. Не следует думать, что такой клапан вечный и при соблюдении всех требований в части сервисного обслуживания авто, клапана никогда не будут ломаться. В среднем современные соленоиды имеют гарантированный срок эксплуатации в 300-400 тысяч циклов. Причем, их срок службы зависит не столько от пробега автомобиля, сколько от манеры езды автовладельца. Если вы практикуете агрессивную езду и часто нажимаете на педаль газа с активным переключением передач, то это вскоре выведет из строя электроклапана, которые буквально через 100-150 тысяч километров могут потребовать замены.

Как работают отключающие соленоиды дизельного топлива?

Обзор дизельных отключающих соленоидов

Электромагнитный клапан – это электромеханический клапан, управляемый электрическим током. Электрический ток проходит через соленоид, который представляет собой проволочную катушку, обмотанную вокруг металлического сердечника. Соленоид создает контролируемое магнитное поле, когда через него проходит электрический ток. Это магнитное поле влияет на состояние электромагнитного клапана, заставляя клапан открываться или закрываться. Электромагниты отключения дизельного топлива транспортируют дизельное топливо из бензобака машины в его двигатель. Электромагнитный клапан отключения дизельного топлива присоединен к основной электрической системе машины, которая может контролировать и обнаруживать аномальные температуры или механические неисправности. Если что-то пойдет не так, электрический ток, идущий к соленоиду, будет прерван, что приведет к закрытию электромагнитного клапана и прекращению подачи дизельного топлива в двигатель.

Механика дизелей, отключающих соленоиды

Механическая сила в электромагнитном клапане отключения дизельного топлива – это электромагнитная катушка, которая преобразует электрическую энергию в магнитную энергию, которая используется для модуляции клапана. Соленоид отсечки дизельного топлива содержит впускную трубу, которая транспортирует дизельное топливо от топливопровода к электромагнитному клапану. Клапан состоит из резиновой или пластиковой заглушки, которая прилегает к впускной трубе, чтобы закрыть ее. Передний конец стопора содержит резиновое уплотнительное кольцо, которое герметизирует впускную трубу и предотвращает попадание дизельного топлива в электромагнитный клапан. Стопор удерживается на месте металлической пружиной, прикрепленной к заднему концу стопора. Стопор также прикреплен к металлическому штифту через металлическую планку, которая проходит перпендикулярно от штифта к стопору. Штифт расположен рядом с электромагнитной катушкой. Когда электромагнитная катушка активирована, магнитное поле притягивает штифт назад, который отодвигает стопор и разрывает уплотнение с впускной трубой, позволяя дизельному топливу поступать в электромагнитный клапан. В отличие от обычного электромагнитного клапана, электромагнитные катушки отключения дизельного топлива прикреплены к датчикам, которые способны принимать и интерпретировать электронные сигналы от главной электрической системы машины. Если датчики обнаружат опасную проблему с работой машины или двигателя, электрический сигнал, поступающий на катушку соленоида, автоматически отключится. Когда соленоидная катушка деактивирована, сила пружины толкает стопор на место к впускной трубе, герметизируя трубу и перекрывая поток дизельного топлива в двигатель.

Важность перепада давления в соленоидах отключения дизельного топлива

Электромагнитные клапаны для отключения дизельного топлива отличаются от насосов тем, что в нем нет механического устройства для подачи дизельного топлива через клапан. В результате чрезвычайно важно, чтобы электромагнитный клапан отключения дизельного топлива имел перепад давления между выпускной трубой и входной трубой. В частности, впускная труба должна иметь более высокое давление, чем выпускная труба, чтобы нагнетать дизельное топливо через электромагнитный клапан. Выравниваемое давление внутри электромагнитного клапана отключения дизельного топлива будет препятствовать течению топлива через клапан, независимо от состояния соленоида и стопора.

Как работает реле стартера?

Как и большинство других моторизованных или мощных электрических устройств в вашем автомобиле, стартер не получает питание непосредственно от переключателя, который используется для его запуска. Вместо этого переключатель зажигания запускает своего рода вторичный переключатель, известный как реле или – в случае стартера – соленоид.

Начальные основы системы

Когда вы поворачиваете ключ зажигания на своем автомобиле, ключ закрывает зазор между положительным проводом на аккумуляторе и положительным выводом на соленоиде стартера. Когда цепь на соленоиде замыкается, выключатель внутри соленоида закрывает и замыкает другую цепь который связывает батарею и электродвигатель на стартере. Гипотетически, вы могли бы просто проложить провод напрямую от аккумулятора к выключателю зажигания, а затем к двигателю, но для этого потребовалось бы много провода очень большого сечения и сверхпрочный выключатель.

Как работает соленоид

Когда электрический ток от переключателя поступает в соленоид, он возбуждает небольшой электромагнит внутри соленоида. Этот электромагнит натягивает металлический рычаг, прикрепленный к положительной клемме аккумулятора, к металлической пластине, прикрепленной к клемме стартера. Таким образом, соленоид стартера имитирует поведение выключателя зажигания; Вы можете думать о соленоиде стартера как о втором выключателе зажигания, который находится на одной линии между аккумулятором и стартером.

Разведенный против Интегрированного

Современные стартеры, как правило, используют соленоид стартера, встроенный в корпус самого стартера, в то время как в более старых автомобилях обычно используется разведенный соленоид, установленный на колесной нише или противопожарной перегородке. Интегрированный соленоид и стартовый пакет дешевле производить и устанавливать, поскольку он уменьшает количество соединений в электрической системе и процессы машины, необходимые для установки отдельного соленоидного механизма в отсеке двигателя. Чтобы найти соленоид стартера – будь то разведенный или встроенный – просто следуйте толстому красному кабелю, подключенному к положительной клемме аккумулятора.

Отказ и устранение неисправностей

Щелчок стартера обычно указывает на низкий заряд батареи. При замыкании главной цепи стартера от батареи расходуется большое количество энергии, что временно лишает ключ зажигания силы тока, необходимый для срабатывания соленоида. Когда главная цепь размыкается, питание возвращается к электромагниту, цепь замыкается резким щелчком, и цикл начинается снова. В этом сценарии разведенные соленоиды имеют небольшое преимущество перед встроенными соленоидами, поскольку водитель может просто перескочить через открытые клеммы аккумулятора и стартера на соленоиде с помощью отвертки. Это позволяет обойти весь цикл включения-выключения, позволяя водителю завести автомобиль, когда он может оказаться в затруднительном положении. Это может быть технически возможно с некоторыми интегрированными соленоидами, но встроенный соленоид по своей природе труднее достать.

приведение в действие и полярность напряжения

Добавлено 16 мая 2020 в 16:56

Сохранить или поделиться

В данном техническом обзоре будут рассмотрены некоторые основные подробности, связанные с работой и реализацией соленоидов.

Соленоиды не особенно экзотичны по своим возможностям, но они не так распространены, как два других члена семейства электромеханических устройств, а именно реле и двигатели. Поэтому, возможно, они не настолько понятны, как следовало бы, и разработчики могут быть склонны игнорировать их или избегать.

Большинство людей, которые работают с электроникой, вероятно, знают, что соленоид – это электромеханическое устройство, которое использует индуктивную обмотку для преобразования электрической энергии в линейное движение. Вы прикладываете напряжение, поршень движется. Но, как обычно, детали не так просты, как могли бы быть.

Примечание. Соленоиды также могут быть и вращательного типа, но в данной статье мы остановимся на линейных соленоидах. Кроме того, имейте в виду, что некоторые соленоиды могут приводиться в действие источником переменного напряжения, но в последующем обсуждении предполагается, что привод постоянного тока является более предпочтительным в низковольтных системах.

Принцип действия

Основополагающий принцип работы с соленоидом заключается в следующем: управляющий ток через обмотку заставляет плунжер (поршень) двигаться в направлении магнитного поля, то есть в область, покрытую обмоткой. Смена полярности приложенного напряжения не меняет направление движения, потому что типовой плунжер – это просто кусок металла (а не магнит), и поэтому он всегда притягивается (не отталкивается) от магнитного поля.

Если сила тяжести или что-то в вашей механической нагрузке не возвращает поршень в исходное положение, вам нужен соленоид с возвратной пружиной.

Втягивающий или толкающий?

Поскольку плунжер всегда движется к обмотке, разница между соленоидами втягивающего и толкающего типов должна основываться на оборудовании, прикрепленном к плунжеру, а не на направлении движения относительно основного корпуса соленоида:

Рисунок 1 – Соленоиды втягивающего и толкающего типов

Отпускание или возврат

Что же нам делать со следующей схемой, найденной в техническом описании Delta Electronics?

Рисунок 2 – Схема из технического описания соленоида

Вы можете быстро нее взглянуть и подумать, что соленоид можно вернуть в обесточенное положение, изменив полярность приложенного напряжения, но это нарушает принцип действия.

Обратите внимание, что выбранным термином является «отпускание», а не «возврат». Магнитное поле не исчезает сразу после снятия управляющего напряжения; ток в обмотке (по сути, в катушке индуктивности) должен затухать. Таким образом, вместо того, чтобы немедленно отпустить плунжер, соленоид удерживает его с постепенно уменьшающейся силой.

Delta Electronics говорит нам здесь о том, что мы можем добиться более быстрого отпускания путем изменения полярности напряжения – вы можете думать об этом обратном напряжении как о более сильном вытеснении затухающего в обмотке тока. (Помните, что вам нужно снять обратное напряжение после завершения затухания; в противном случае ток начнет течь в противоположном направлении, и вы снова включите соленоид.)

Суть этого заключается в следующем: если вы не используете смену полярности, у вас будет обычное «медленное» затухание. Медленное затухание может ограничить частоту приведения в действие, поскольку соленоид всё еще может удерживать плунжер, когда вы снова подаете на обмотку питание. Чтобы максимизировать скорость, с которой поршень может перемещаться назад и вперед, вы должны использовать изменение полярности напряжения, в результате чего происходит более «быстрое» затухание тока.

Об изменении полярности хорошо помнить при разработке схемы драйвера соленоида Вы можете легко включить эту функцию, подключив к соленоиду, вместо одного транзистора,H-мостовой драйвер.

Оригинал статьи:

Теги

H-мостБыстрое затуханиеМагнитное полеОбмоткаСоленоидУправление соленоидомЭлектромеханическое устройство

Сохранить или поделиться

Как работает соленоид?

Что такое соленоид?

Соленоид — это общий термин для катушки с проволокой, используемой в качестве электромагнита. Это также относится к любому устройству, которое преобразует электрическую энергию в механическую с помощью соленоида. Устройство создает магнитное поле из электрического тока и использует магнитное поле для создания линейного движения. Обычно соленоиды используются для питания переключателя, например стартера в автомобиле, или клапана, например, в спринклерной системе.

Как работает соленоид

Соленоид представляет собой катушку из проволоки в форме штопора, обернутую вокруг поршня, часто сделанного из железа. Как и во всех электромагнитах, при прохождении электрического тока через провод создается магнитное поле. Электромагниты имеют преимущество перед постоянными магнитами в том, что их можно включать и выключать подачей или снятием электрического тока, что делает их полезными в качестве переключателей и клапанов и позволяет полностью автоматизировать их.

Как и все магниты, магнитное поле активированного соленоида имеет положительные и отрицательные полюса, которые будут притягивать или отталкивать материал, чувствительный к магнитам.В соленоиде электромагнитное поле заставляет поршень двигаться вперед или назад, что и создает движение катушкой соленоида.

Как работает электромагнитный клапан?

В клапане прямого действия электрический ток активирует соленоид, который, в свою очередь, тянет поршень или плунжер, который в противном случае заблокировал бы поток воздуха или жидкости. В некоторых соленоидных клапанах электромагнитное поле не действует напрямую, открывая канал. В клапанах с пилотным управлением соленоид перемещает плунжер, который создает небольшое отверстие, и давление через отверстие — это то, что управляет уплотнением клапана.В обоих типах электромагнитным клапанам требуется постоянный поток электрического тока, чтобы оставаться открытым, потому что после прекращения подачи тока электромагнитное поле рассеивается, и клапан возвращается в свое исходное закрытое положение.

Электрические соленоиды

В автомобильной системе зажигания соленоид стартера действует как реле, устанавливая металлические контакты для замыкания цепи. На соленоид стартера подается небольшой электрический ток при включении зажигания автомобиля, обычно при повороте ключа.Затем магнитное поле соленоида сжимает контакты, замыкая цепь между аккумулятором автомобиля и стартером. Соленоиду стартера требуется постоянный поток электричества для поддержания цепи, но поскольку двигатель запускается самостоятельно, соленоид неактивен большую часть времени.

Использование соленоидов

Соленоиды невероятно универсальны и чрезвычайно полезны. Их можно найти во всем: от автоматизированного заводского оборудования до пейнтбольного оружия и даже дверных звонков.В дверном звонке звуковой сигнал раздается, когда металлический поршень ударяет по тоновой полосе. Сила, которая перемещает поршень, — это магнитное поле соленоида, который получает электрический ток при нажатии на дверной звонок.

Как работают соленоиды — инженерное мышление

Объяснение основ работы с соленоидом

В этой статье мы собираемся изучить, как работают соленоиды, как увидеть магнитное поле, как создать электромагнит из провода, правило правого захвата, примеры реальных соленоидов и как сделать соленоид. .
Прокрутите вниз, чтобы увидеть обучающее видео YouTube

Если вы работаете с соленоидными клапанами, вам нужно загрузить приложение Magnetic Tool от Danfoss. Приложение позволяет легко проверить правильность работы электромагнитного клапана и работает как с версиями переменного, так и с постоянным током.

🎁 Вы можете бесплатно скачать приложение Magnetic Tool для Android и iPhone

Итак, мы начнем со стандартного стержневого магнита. Это постоянный магнит, вы, наверное, видели эти типы раньше, их концы отмечены буквой «N» для севера и «S» для южного магнитного полюса.

Стержневой магнит

Мы можем использовать магнитное поле для перемещения других объектов. Проблема с этим типом магнита заключается в том, что магнитное поле не может быть легко и практически отключено, поэтому в этом случае гвоздь останется прикрепленным, пока мы не оторвем его физически.

Магнит притягивает гвоздь

Если мы поместим два из этих магнитов вместе, мы увидим, что одинаковые полярные концы будут отталкиваться друг от друга, но противоположные полярные концы будут притягиваться друг к другу.

Магниты противостоят и притягивают северный и южный полюса. Принцип работы соленоидов.

Если я затем поднесу компас к магниту, мы увидим, что когда я перемещаю компас по периметру магнита, на компас воздействует магнитное поле. Циферблат компаса будет вращаться, чтобы выровняться с противоположным полярным концом магнита, и он будет следовать линиям магнитного поля. Помните, что противоположности притягиваются.

Мы можем увидеть эти магнитные линии, если мы поместим стержневой магнит на лист белой карты, а затем посыпаем его железными опилками. Железные опилки совпадают с линиями магнитного поля, чтобы создать этот узор. Эти линии всегда образуют замкнутые контуры и проходят с севера на юг, хотя поле не движется и не движется, это стационарная силовая линия.

Силовые линии магнитного поля, как работают соленоиды

Как я уже упоминал, проблема постоянных магнитов в том, что они всегда включены, и их невозможно легко или практически невозможно отключить или контролировать. Однако мы можем управлять электромагнитным полем, и мы можем создать его с помощью стандартного провода.

Если я поднесу компас к медному проводу, мы увидим, что он не влияет на компас. Однако, если я теперь подключу источник питания к каждому концу провода, мы увидим, что, как только я пропущу ток через провод, ток создает электромагнитное поле, и это изменит направление компаса.

Электромагнитное поле на медном проводе

Электромагнитное поле действует по кругу вокруг провода.

Если я помещу циркуль вокруг провода и пропущу через него ток, мы увидим, что все они указывают на круг. Если я меняю направление тока на противоположное, то компасы показывают противоположное направление.

Электромагнитное поле выравнивания компаса

Если мы сейчас возьмем провод и намотаем на него катушку, мы сможем усилить электромагнитное поле.

Теперь, если я подключу к катушке источник питания и пропущу через нее ток.Мы видим, что это повлияет на компас, и теперь он указывает на конец катушки, как это было с постоянным магнитом. Если я перемещаю компас по периметру катушки, он вращается, чтобы выровняться с линиями магнитного поля. Если я переверну ток, мы увидим, что магнитные полюса также перевернутся.

Выравнивание магнитного поля катушки

Когда ток течет по проводу, он создает круговое магнитное поле вокруг провода, как мы видели минуту назад. Но когда мы наматываем провод в катушку, каждый провод по-прежнему создает магнитное поле, за исключением того, что силовые линии сливаются вместе, образуя большее и сильное магнитное поле.

Мы можем сказать, на каком конце будет северный и южный полюс катушки соленоида, используя правило для правой руки. Это говорит о том, что если мы сожмем руку в кулак вокруг соленоида и направим большой палец в направлении обычного потока тока, то это будет от положительного к отрицательному (на самом деле он переходит от отрицательного к положительному, но пока не беспокойтесь об этом), тогда большой палец указывает на северный конец, и ток будет течь в направлении ваших пальцев.

Катушка соленоида правила захвата правой руки

Если я подключу этот небольшой соленоид к источнику питания, мы увидим, что поршень может быть втянут электромагнитным полем, как только ток начнет течь через катушку.Если я отключу мощность, пружина вернет поршень в исходное положение.

Соленоид рабочий

Сделайте основной соленоид

В качестве основного корпуса соленоида мы можем просто использовать часть пластиковой ручки Bic. Я расплавил концы и сплющил их, чтобы удержать медную катушку.

Для поршня я воспользуюсь железным гвоздем и, чтобы убедиться, что он вошел в центр ручки, я воспользуюсь надфилем, чтобы обеспечить гладкую посадку.

Теперь нам нужно намотать катушку.Я собираюсь использовать эмалированный провод диаметром 26 или 0,4 мм, который я купил в Интернете. Поэтому мы просто хотим намотать медный провод как можно плотнее от одного конца до другого. У нас должно получиться что-то вроде этого.

Катушка соленоидного клапана

Затем нам нужно обернуть его еще несколько раз в противоположных направлениях, чтобы сделать его прочнее. 3 или 4 обмотки, вероятно, подойдут. Я не считал количество поворотов для этого, потому что просто делаю для вас небольшой пример.

Как только проволока будет полностью намотана, мы можем просто разрезать проволоку и освободить ее от барабана.Затем мы хотим просто использовать наждачную бумагу, чтобы удалить эмаль с конца, что даст нам лучшее электрическое соединение.

Если железный гвоздь расположен концентрически внутри катушки, но не полностью внутри, мы видим, что поршень гвоздя втягивается внутрь электромагнитным полем при прохождении тока. Если бы мы поместили пружину в конец, она вернулась бы в исходное положение.

Самодельная катушка соленоида

Если мы полностью поместим поршень в катушку, а затем подаем ток, магнитное поле переместит поршень, и мы сможем использовать это для создания толкающей силы.Опять же, если на дальнем конце была пружина, ее можно было вернуть в исходное положение.

Самодельный реверс катушки соленоида

Что такое соленоид — принцип его работы и типы

Соленоиды — это простые компоненты, которые можно использовать для различных приложений. Название «соленоид» происходит от греческого слова «Solen», что означает канал или трубу. Соленоиды используются как в бытовом, так и в промышленном оборудовании, они доступны в различных исполнениях, каждый из них имеет свои специфические области применения.Несмотря на то, что приложение меняется, принцип их работы всегда остается прежним. Здесь мы обсудим работу соленоида и различные типы соленоидов.

Что такое соленоид?

Соленоид — это длинный кусок проволоки, намотанный в виде катушки. Когда электрический ток проходит через катушку, внутри катушки создается относительно однородное магнитное поле.

Соленоид может создавать магнитное поле из электрического тока, и это магнитное поле можно использовать для создания линейного движения с помощью металлического сердечника.Это простое устройство можно использовать в качестве электромагнита, индуктора или миниатюрной беспроводной приемной антенны в цепи.

Принцип работы соленоида

Соленоид просто работает по принципу «электромагнетизма». Когда в катушке генерируется ток, протекающий через магнитное поле, если вы поместите металлический сердечник внутри катушки, магнитные линии потока будут сосредоточены на сердечнике, что увеличивает индукцию катушки по сравнению с воздушным сердечником.Эта концепция электромагнитной индукции была более детально проработана в нашем предыдущем проекте катушки Тесла.

Большая часть потока сосредоточена только на сердечнике, в то время как часть потока появляется на концах катушки, а небольшое количество потока появляется вне катушки.

Магнитная сила соленоида может быть увеличена путем увеличения плотности витков или увеличения тока, протекающего в катушке.

Как и все другие магниты, активированный соленоид имеет как положительный, так и отрицательный полюса, через которые объект может притягиваться или отталкиваться.

Типы соленоидов

На рынке доступны различные типы соленоидов, классификация основана на материале, конструкции и функциях.

• Ламинированный соленоид переменного тока
• DC- C Соленоид рамы
• DC- D Соленоид рамы
• Линейный соленоид
• Поворотный соленоид

Ламинированный соленоид переменного тока

Ламинированный соленоид переменного тока состоит из металлического сердечника и катушки с проволокой.Сердечник изготовлен из ламинированного металла для уменьшения паразитного тока, что помогает улучшить характеристики соленоида.

Соленоид переменного тока имеет особое преимущество, поскольку он может создавать большую силу при первом такте. Это связано с тем, что они имеют пусковой ток (мгновенный высокий входной ток, потребляемый источником питания или электрооборудованием при включении). Они способны использовать большее количество ходов, чем многослойный соленоид постоянного тока.

Доступны в различных конфигурациях и диапазонах, и они издают чистый жужжащий звук во время работы.

Ламинированный соленоид переменного тока может использоваться в разнообразном оборудовании, которое требует немедленных действий, например, в медицинском оборудовании, замках, транспортных средствах, промышленном оборудовании, принтерах и некоторых бытовых приборах.

Соленоид C-образной рамы постоянного тока

Рамка C относится к конструкции соленоида.Соленоид DC C-Frame имеет только рамку в форме буквы C, которая покрыта вокруг катушки.

Соленоид DC C-Frame используется во многих повседневных применениях из-за более контролируемого хода. Хотя говорят, что это конфигурация постоянного тока, они также могут использоваться в оборудовании, предназначенном для питания переменного тока.

Источник изображения: https://uk.rs-online.com

Этот тип соленоида в основном используется в игровых автоматах, фотографических ставнях, сканерах, автоматических выключателях, счетчиках монет и автоматах для размена купюр.

Электромагнитный клапан D-образной рамы постоянного тока

Этот тип соленоида состоит из двух частей, закрывающих катушки. Они имеют ту же функцию, что и соленоид C-образной рамы, поэтому D-образная рама также может использоваться с питанием переменного тока и имеет операцию управляемого хода.

Электромагнитный клапан с D-образной рамой DC используется как в обычных, так и в медицинских приложениях, таких как игровые автоматы, банкоматы и анализаторы крови и газов.

Линейный соленоид

Линейные соленоиды более знакомы в народе.Он состоит из катушки с проволокой, которая намотана на подвижный металлический сердечник, который помогает нам прикладывать тянущее или толкающее усилие к механическому устройству.

Этот тип соленоидов в основном используется в пусковых устройствах. Этот механизм переключения помогает в замыкании цепи и позволяет току проходить через механизм.

Линейные соленоиды особенно используются в автоматизации и высокозащищенных дверных механизмах и стартерах автомобилей и мотоциклов.

Поворотный соленоид

Поворотный соленоид — это уникальный тип соленоида, который используется в различных приложениях, где требуется простой процесс автоматического управления. Он работает по тому же принципу, что и другие соленоиды, и имеет те же элементы, катушку и сердечник, но у них другое действие.

Металлический сердечник крепится к диску и имеет небольшие канавки под ним. Размер канавок точно соответствует размерам канавок в корпусе соленоида.Он также имеет шарикоподшипники для облегчения движения.

Когда соленоид срабатывает, сердечник втягивается в корпус соленоида, и сердечник диска начинает вращаться. Эта установка будет иметь место пружины между сердечником и корпусом соленоида. После отсоединения источника питания пружина толкает сердечник диска в исходное положение.

Поворотный соленоид более прочен по сравнению со всеми другими типами соленоидов. Первоначально они были разработаны только для защитных механизмов, но в настоящее время вы сможете найти их во многих автоматизированных промышленных механизмах, таких как лазер и затвор.

Заключение

Теперь вы знаете о соленоидах , принципах работы и различных типах соленоидов , доступных на рынке. Соленоиды — это простое и эффективное решение для управления клапанами и электромагнитными переключателями или механическими блокировками.

Принцип действия и мгновенный отклик сделали их лучшим решением для приложений, требующих большого количества энергии в небольшом пространстве и где требуется быстрая, стабильная и надежная работа.

Вот несколько приложений, которые используют соленоид вместе со схемой драйвера:

Теперь вы знаете все о соленоиде, так что вы можете приступить к реализации этих знаний своим творчеством, чтобы воспользоваться свойствами соленоида для создания своего следующего изобретения.

Как работает соленоид стартера?

Альберто Нолан

Детали соленоидных стартеров в автомобилях

Электромагнитная стартерная система в автомобиле довольно проста.Он состоит из батареи, от которой происходит начальный заряд системы, которая напрямую подключена к соленоиду. Внутри соленоида находятся втягивающая катушка (большая катушка) и удерживающая катушка. Катушки намотаны вокруг железного плунжера, который при запуске системы перемещается в сердечник, где он входит в контакт с рычажным механизмом ведущей шестерни стартера.

Как работают соленоиды в автомобилях

Когда автомобиль заводится, напряжение передается с аккумулятора на соленоид.Втягивающая катушка способна потреблять большой ток и генерировать большое магнитное поле, а также является основным стоком для батареи. Это создает магнитную силу, которая втягивает поршень в сердечник и замыкает цепь между клеммами батареи. Движение плунжера приводит к зацеплению ведущей шестерни стартера с зубчатым венцом маховика. Это то, что заставляет двигатель вращаться. Прижимная катушка создает гораздо более слабое магнитное поле и удерживает поршень на месте.Это экономит заряд аккумулятора и резервирует большую часть срока службы аккумулятора для запуска автомобиля.

Общие проблемы с соленоидом

Большинство проблем с запуском автомобиля являются результатом отсутствия тока, проходящего через большую магнитную катушку соленоида стартера. Когда вы слышите щелкающий звук, но двигатель не включается, значит, у батареи недостаточно срока службы, чтобы намагнитить большую катушку и поставить поршень на место. Это может быть вызвано несколькими причинами. В большинстве случаев аккумулятор не имеет достаточного заряда для питания соленоида, потому что фары или другие электрические компоненты были оставлены включенными и разряжали аккумулятор.Разряд батареи также может быть вызван коротким замыканием в более серьезных случаях. Недостаточный заряд, достигающий соленоида, также может быть вызван корродированными клеммами аккумуляторной батареи, ослабленными соединениями кабеля или повреждением плюсового кабеля аккумуляторной батареи.

Другие статьи

Как работает соленоидный клапан

Что такое электромагнитный клапан?

Определение электромагнитного клапана — это электромеханический клапан, который обычно используется для управления потоком жидкости или газа.Существуют различные типы соленоидных клапанов, но основные варианты — с пилотным или прямым действием. Клапаны с пилотным управлением, наиболее широко используемые, используют давление в трубопроводе системы для открытия и закрытия главного отверстия в корпусе клапана.

В то время как соленоидные клапаны прямого действия напрямую открывают или закрывают отверстие главного клапана, которое является единственным каналом потока в клапане. Они используются в системах, требующих низкой пропускной способности, или в приложениях с низким перепадом давления на отверстии клапана.

Принцип действия электромагнитных клапанов

Принцип действия электромагнитного клапана заключается в управлении потоком жидкостей или газов в положительном, полностью закрытом или полностью открытом режиме. Их часто используют для замены ручных клапанов или для дистанционного управления. Функция электромагнитного клапана включает в себя открытие или закрытие отверстия в корпусе клапана, что позволяет или предотвращает поток через клапан. Плунжер открывает или закрывает отверстие, поднимаясь или опускаясь внутри гильзы за счет подачи питания на катушку.

Электромагнитные клапаны состоят из змеевика, плунжера и втулки.В нормально закрытых клапанах возвратная пружина плунжера прижимает плунжер к отверстию и предотвращает поток. Когда на катушку соленоида подано питание, возникающее магнитное поле поднимает плунжер, обеспечивая поток. Когда на соленоидную катушку подается напряжение в нормально открытом клапане, плунжер закрывает отверстие, что, в свою очередь, предотвращает поток.

Почему используется соленоидный клапан?

В большинстве приложений управления потоком необходимо запускать или останавливать поток в контуре, чтобы контролировать жидкости в системе.Для этой цели обычно используется электромагнитный клапан с электронным управлением. Электромагнитные клапаны, приводимые в действие соленоидом, могут быть расположены в удаленных местах и ​​могут управляться с помощью простых электрических переключателей.

Электромагнитные клапаны — наиболее часто используемые элементы управления в жидкостной технике. Они обычно используются для отключения, выпуска, дозирования, распределения или смешивания жидкостей. По этой причине они используются во многих областях. Соленоиды обычно обеспечивают быстрое и безопасное переключение, длительный срок службы, высокую надежность, низкую мощность управления и компактную конструкцию.

Где используется электромагнитный клапан?

Электромагнитные клапаны применяются в широком диапазоне промышленных настроек, включая общее двухпозиционное управление, контуры управления заводом, системы управления технологическим процессом и различные приложения производителей оригинального оборудования, и это лишь некоторые из них.

Электромагнитные клапаны можно найти во многих различных секторах, включая:

• Водоснабжение
• Очистка питьевой воды
• Очистка сточных вод
• Очистка / очистка серой и черной воды
• Машиностроение
• Охлаждение смазка и дозирование
• Услуги в строительстве
• Крупные системы отопления, климат-контроль
• Техника безопасности
• Системы защиты водопроводов и пожаротушения
• Компрессоры
• Сброс давления и дренаж
• Подача топлива
• Транспортные и резервуарные помещения
• Пожары системы
• Газовый и жидкий автомат горения
• Газовая хроматография
• Регулировка газовой смеси
• Приборы для анализа крови
• Управление процессами очистки

Как заменить электромагнитные клапаны

Для правильного и точного управления работой, электромагнитные клапаны должны быть настроены и выбраны в соответствии с конкретным приложением. Наиболее важными параметрами для выбора электромагнитного регулирующего клапана являются значение Kv (выраженное в кубических метрах в час) и диапазон давления в приложении.

Чем ниже отверстие клапана или чем прочнее змеевик, тем выше давление, при котором клапан может закрыться. На основе рассчитанного значения Kv и диапазона давления для планируемого применения можно определить соответствующий тип клапана и его требуемое отверстие.

Что такое электромагнитный клапан NAMUR?

NAMUR — это аббревиатура от User Association of Automation Technology in Process Industries, которая служит стандартом для технологии автоматизированных клапанов.Стандартные интерфейсы полезны для монтажа приводов, поскольку они помогают снизить затраты на изготовление и установку соленоидов. Bürkert предлагает для покупки широкий выбор электромагнитных клапанов NAMUR. Посетите наш веб-сайт сегодня, чтобы просмотреть полный ассортимент соленоидных клапанов.

Где купить электромагнитный клапан

Клапаны Bürkert можно найти практически во всех отраслях промышленности. От сварочных роботов до гидротехнических сооружений, от пылеудаления при добыче полезных ископаемых до контроля давления в кабине самолета — все возможно с нашими клапанами в качестве надежного компонента вашей системы.Если вам нужен отдельный клапан, клапанные блоки или индивидуальные решения, вся наша линейка продуктов ориентирована на обеспечение контролируемого обращения с жидкостями и газами.

Наша продукция предназначена для доставки:

• Высокая гибкость благодаря модульной конструкции
• Разнообразный выбор материалов
• Высокая надежность и длительный срок службы
• Низкое воздействие на окружающую среду

Приобретите высококачественные соленоидные клапаны в интернет-магазине Burkert прямо сегодня . Или, чтобы получить дополнительную информацию, позвоните нам по телефону +44 1285 648 720, по электронной почте[email protected] или заполните нашу контактную форму.

Самые популярные электромагнитные клапаны Bürkert

Не все соленоидные клапаны созданы одинаково. Да, здесь, в Bürkert, мы регулярно разрабатываем невероятно инновационные соленоиды — это то, что мы делаем! Однако часто требуется прочная и надежная рабочая лошадка соленоида, которая, как вы можете быть уверены, многократно выполнит свою работу в течение длительного и выдающегося жизненного цикла. Следующие три электромагнитных клапана Bürkert олицетворяют надежность.

Получить дополнительную информацию

MSD 101: Соленоиды переменного тока | Машиностроение

Все еще разрабатывается множество чисто механических продуктов. Но распространение умных подключенных технологий даже в самые приземленные ниши механического проектирования означает, что инженеры-механики должны включать электронику, датчики и беспроводную связь во многие продукты, которые они разрабатывают. Вот четыре основных проблемы, с которыми сталкиваются инженеры-механики, учитывая, что стремление к Интернету вещей только усложняет их работу.

1. Модели САПР выглядят слишком хорошо. По мере развития инструментов САПР даже самые грубые механические конструкции на этапе концептуальной разработки можно быстро визуализировать, чтобы они выглядели реалистично на экране. В общем, это неплохо. Однако при представлении идей инженеров-механиков аудитории, не относящейся к ME, изображения на экране компьютера могут быть обманчивыми, заставляя проекты казаться намного более законченными, чем они есть на самом деле.

Роль механического дизайнера — это больше, чем просто создание внешнего вида продукта.Также необходимо предоставить невидимые функции, необходимые для обеспечения функций и производительности. Точно так же изображения на экране не отражают работу, необходимую до и после, чтобы гарантировать, что правильные материалы выбраны, затраты на продукцию сведены к минимуму, а структурные и экологические требования были проанализированы и отражены в модели.

2. Инструменты моделирования усовершенствованы, но основные проблемы остаются. Возможности базового геометрического моделирования с годами выросли до высокого уровня функциональности и простоты, но некоторые из самых больших и радикальных изменений были связаны с инструментами моделирования. Теперь инженеры могут очень быстро и легко создавать имитационные модели для анализа, а затем запускать эти анализы для быстрого получения результатов.

Однако старые правила все еще действуют. Если имитационные модели не построены с правильными граничными условиями, они быстро дадут прекрасные результаты, которые никоим образом не отражают реальную производительность проекта. Если вы не можете понять, каким будет ожидаемый результат ручного анализа с точностью до 25%, то вам, вероятно, не следует запускать компьютерную модель.

Не имея представления о том, какой ответ может быть разумным, все же слишком легко получить нелепые результаты моделирования. Нужно уметь оценить качество результатов моделирования, чтобы знать, дает ли оно новую полезную информацию или ложное ощущение реальности.

3. Инженеры-механики — это «клей» между промышленным и электрическим проектированием. Извечная проблема «меньше, быстрее, легче» часто ложится на плечи инженеров-механиков. По-прежнему сложно уравновесить конкурирующие требования промышленных дизайнеров в отношении эстетики, презентации бренда и эргономики с растущими требованиями собрать все более мощную и энергоемкую электронику в одном корпусе. Добавьте к этому необходимость включать антенны с правильной геометрией и размещением, и вы получите очень многогранную проблему. Часто разработчикам-механикам приходится объединять потребности других функций продукта в единую структуру.

Кроме того, инженеры-механики несут ответственность за полностью интегрированную стоимость продукта, включая составление полной ведомости материалов.Здесь необходимо сосредоточить внимание на стоимости продукта за единицу. ME также должны вести переговоры с промышленными дизайнерами о функциях, которые могут приводить к превышению материальных или технологических затрат сверх приемлемого уровня. Как всегда, инженеры-механики должны обладать прочными навыками ведения переговоров, чтобы «загнать всех кошек» в соответствие.

4. На адекватное тестирование никогда не бывает достаточно времени или денег. Тестирование чаще всего рассматривается как вторичная деятельность.В разработке продукта время обычно не друг. Всегда есть необходимость сократить или исключить подсистему или полное тестирование системы. А когда дело доходит до полного тестирования системы, затраты на создание и тестирование моделей могут быть высокими. Но тестирование выполняет две ключевые функции. Во-первых, это дает еще одну точку уверенности в точности имитационных моделей (и дает понимание для уточнения в направлении большей точности). Во-вторых, он выявляет недостатки, которые трудно уловить в имитационных моделях, несмотря на невероятные возможности моделирования, которые теперь находятся в руках инженеров.

Как и их соратники в области электротехники, поговорка верна и для ME: «Никто не говорил, что это будет легко». Конечно, многие продукты просты в разработке, но современные ME должны быть мастерами в поиске компромиссов, присущих разработке решений Интернета вещей (IoT). Даже в отношении относительно простых продуктов планка была поднята в ожидании того, что они будут чрезвычайно привлекательными, привлекательными и долговечными. Это проблемы, которые делают карьеру инженера интересной и постоянно меняющейся.

Митч Мэйман — президент и соучредитель Intelligent Product Solutions , фирма по дизайну и разработке продуктов.

Основные сведения о электромагнитном клапане

Что такое электромагнитный клапан?

Щелкните здесь, чтобы прочитать определение.

Каковы различные части электромагнитного клапана?

На рисунке ниже показаны основные компоненты электромагнитного клапана. Клапан, показанный на рисунке, представляет собой нормально закрытый клапан прямого действия.Электромагнитный клапан этого типа имеет максимально простой и понятный принцип работы.

9let448 9046

90967 9let448 9046

1. Корпус клапана	4. Катушка / соленоид	7. Плунжер
5. Обмотки катушки	8. Пружина
3.Выходной порт		9. Отверстие

Как работает соленоидный клапан?

Среда, управляемая электромагнитным клапаном, поступает в клапан через впускное отверстие (часть 2 на рисунке выше). Среда должна протекать через отверстие (9), прежде чем попадет в выпускное отверстие (3). Отверстие закрывается и открывается поршнем (7).

Клапан, изображенный выше, представляет собой нормально закрытый соленоидный клапан.В нормально закрытых клапанах используется пружина (8), которая прижимает наконечник плунжера к отверстию отверстия. Уплотнительный материал на конце плунжера предотвращает попадание среды в отверстие, пока плунжер не поднимется электромагнитным полем, создаваемым катушкой.

На анимационном видео ниже показана последовательность работы электромагнитного клапана прямого действия.

.