¿Cómo afecta el ciclo de trabajo al rendimiento y la vida útil de un solenoide?

Al comenzar a trabajar en un proyecto de solenoide, los clientes tenían poco conocimiento sobre su aplicación y funcionamiento, y desconocían cómo su ciclo de trabajo afectaba el rendimiento del dispositivo. De hecho, el ciclo de trabajo del producto tiene un impacto significativo en el rendimiento y la vida útil del solenoide. Como fabricantes profesionales de solenoides, nos complace compartir nuestra opinión como referencia:

Parte 1: Rendimiento del producto
1.1 Fuerza magnética: El ciclo de trabajo afecta la fuerza magnética del solenoide. Cuanto más largo sea el ciclo de trabajo, mayor será la corriente y la potencia requeridas por el solenoide. De esta manera, la unidad permite que fluya más corriente a través de la bobina del solenoide para generar mayor fuerza. Al mismo tiempo, se generará un campo magnético y una fuerza magnética más intensos para impulsar el émbolo en movimiento lineal.
1.2 Tiempo de respuesta: El ciclo de trabajo afecta el tiempo de respuesta del solenoide. Los solenoides con ciclos de trabajo más altos suelen tener tiempos de respuesta más rápidos, lo que permite que el campo magnético se genere más rápidamente. Esto es crucial en aplicaciones que requieren una respuesta rápida.
1.3 Precisión de Posición: En la práctica, se utilizan solenoides para controlar la posición de los componentes, y el ciclo de trabajo afecta la precisión del control de posición. Un ciclo de trabajo razonable permite ajustar la fuerza magnética correspondiente y empujar el émbolo con alta precisión.

Parte 2: Ciclos de vida
2.1 Calentamiento: El calentamiento es uno de los principales factores que afectan la vida útil de un solenoide. Entre el 80 % y el 100 % del ciclo de trabajo, el solenoide permanece energizado durante más tiempo y la bobina del solenoide genera más calor debido a dicho ciclo. El sobrecalentamiento puede causar la ruptura del aislamiento, una reducción de la fuerza magnética y un mayor desgaste de las piezas mecánicas, lo que acorta la vida útil del solenoide.
2.2 Desgaste: El ciclo de trabajo también afecta el desgaste del solenoide. Cada vez que se activa el solenoide y mantiene el émbolo en movimiento, se genera fricción en los componentes internos. El alto ciclo de trabajo impulsa la frecuencia a alta velocidad, lo que aumenta el desgaste del émbolo, la bobina del solenoide y las piezas mecánicas relacionadas. Esto puede provocar una disminución del rendimiento del solenoide y, finalmente, un fallo de funcionamiento.
2.3 Estrés eléctrico: Un ciclo de trabajo prolongado somete al solenoide a un mayor estrés eléctrico. Los ciclos de encendido y apagado repetidos pueden provocar arcos eléctricos en los contactos, lo que puede corroerlos y causar fallas del producto. Además, la conmutación de alta frecuencia causada por ciclos de trabajo prolongados puede generar interferencias electromagnéticas (EMI), lo que afecta el rendimiento y la vida útil de otros componentes electrónicos relacionados y reduce el rendimiento del propio solenoide.

Parte 3: Relación entre el ciclo de trabajo y el consumo de energía
El consumo de energía de un solenoide está relacionado con el ciclo de trabajo. La corriente y la resistencia correspondiente a través de la bobina del solenoide serán mayores, por lo que el ciclo de trabajo también debe ser más largo. Cuanto mayor sea el consumo de energía, mayor será el consumo. Según esta fórmula, el consumo promedio de energía del solenoide también aumentará proporcionalmente. Por ejemplo, suponiendo que la corriente y la resistencia se mantienen sin cambios, si se duplica el ciclo de trabajo, el consumo promedio de energía utilizado también se duplicará.

Parte 4: Corriente y calentamiento:

Cuanto más largo sea el ciclo de trabajo, mayor será la corriente que pasará por el solenoide y, en consecuencia, el calentamiento y el aumento de temperatura serán elevados. Por esta razón, los solenoides se calentarán más. Si el ciclo de trabajo es demasiado largo, el solenoide se sobrecalentará, lo que no solo aumentará el consumo de energía, sino que también dañará el solenoide y sus componentes circundantes. Por otro lado, un ciclo de trabajo más bajo reduce el consumo del solenoide, lo que mantiene la corriente y la temperatura en un nivel razonable.

Parte 5: Cómo calcularCiclo de trabajo del solenoide
El ciclo de trabajo del solenoide se expresa como un porcentaje, que representa la proporción de tiempo que el solenoide permanece energizado. A continuación, se detalla el proceso de cálculo:

Ciclo de trabajo = Tiempo de apagado / (Tiempo de encendido + Tiempo de apagado) x 100 (D = Ton / Toff ​×100%)
Si el tiempo de activación es continuo, el solenoide debe tener una capacidad nominal del 100 %. Sin embargo, si el solenoide se activa durante 15 segundos, se desactiva durante 45 segundos y se activa de nuevo, el período total de conmutación es de 60 segundos. Esto representa un ciclo de trabajo del 25 %. El cálculo de ejemplo es el siguiente:

Por ejemplo: 120 segundos encendido + 120 segundos apagado
120/(120+120)×100
120/240 x 100 = 50%, el ciclo de trabajo es del 50%.

60% es: 120 segundos
Tiempo libre = T
60 = 100 x 120/(120 + T)

El ciclo de trabajo nominal se basa generalmente en el funcionamiento a una temperatura ambiente estándar de 35 °C y un voltaje específico de CC de 6 a 24 V. La mayoría de nuestros solenoides (nuestras gamas de productos incluyen el solenoide push-pull, el solenoide de tipo marco abierto, el solenoide tubular, el solenoide de enclavamiento, el solenoide automotriz,solenoide rotatorio,La válvula solenoide y el electroimán pueden proporcionar ciclos de trabajo estándar del 10% al 100%, adecuados para su aplicación en una variedad de proyectos.

Parte 6: ¿Se puede ajustar el ciclo de trabajo de un solenoide?

Sí, el ciclo de trabajo de un solenoide se puede ajustar. A continuación, se muestran algunos métodos comunes:

6.1 Ajuste de la frecuencia:En algunos casos, cambiar la frecuencia puede ajustar el ciclo de trabajo. Sin embargo, este método no es tan sencillo como usar un controlador PWM. Al cambiar la frecuencia, el tiempo de cada ciclo también cambia; si el tiempo de encendido se mantiene relativamente constante, el ciclo de trabajo se verá afectado en consecuencia.
6.2 Utilizando una resistencia variable o ajustando la corriente de potencia:En circuitos simples, una resistencia variable o el aumento de la corriente permiten ajustar la fuerza y ​​los ciclos de trabajo. Al cambiar el valor de la resistencia, la corriente a través del solenoide modificará la fuerza y ​​el ciclo de trabajo en consecuencia.

Parte 7:Aplicación práctica
Medición: En aplicaciones de productos, se deben medir la fuerza de arranque y los tiempos de apagado, lo que requiere equipo especializado como un osciloscopio. Un osciloscopio puede mostrar la forma de onda eléctrica de la señal que controla el solenoide, lo que permite una medición precisa del intervalo de tiempo. Si el aumento de temperatura es demasiado alto, se puede ajustar la corriente y el ciclo de trabajo según corresponda.
Ciclo de trabajo ajustable: En algunos casos, el ciclo de trabajo de un solenoide puede variar durante un tiempo de funcionamiento prolongado. Para calcularlo, es necesario medir el ciclo de trabajo correspondiente en el momento específico que lo determina.

Parte 8: Conclusión:
Finalmente, el ciclo de trabajo del solenoide es un punto crítico que afecta su rendimiento y vida útil. Determina la fuerza magnética promedio, el tiempo de respuesta y la precisión de posicionamiento del solenoide, lo cual es esencial para el diseño adecuado de diversas aplicaciones, como sistemas automotrices, maquinaria industrial y circuitos. Sin embargo, también afecta directamente su vida útil debido al calor, el desgaste mecánico y la tensión eléctrica. Por lo tanto, es fundamental considerar y optimizar cuidadosamente el ciclo de trabajo del solenoide para lograr el mejor rendimiento y garantizar su vida útil y confiabilidad en diferentes aplicaciones. Si tiene alguna pregunta sobre los ciclos de trabajo, por favor, contáctenos.Contáctanosa través del correo electrónico: info@drsoenoid.com