Cum variază consumul de energie al bobinelor pentru valvele solenoidului cartușului în funcție de tensiunea și dimensiunea bobinei și ce impact are acest lucru asupra eficienței energetice ale sistemului?

Bobinele proiectate pentru tensiuni mai mari au o rezistență internă mai mare din cauza înfășurărilor de sârmă mai lungi sau mai subțiri, ceea ce duce la o tragere la curent mai mică și la acumularea de căldură mai treptată. În schimb, bobinele de joasă tensiune (de exemplu, 12 VDC) necesită mai mult curent pentru a genera aceeași rezistență a câmpului magnetic, ceea ce duce la un consum mai mare de energie instantanee. Dimensiunea bobinei joacă, de asemenea, un rol cheie: bobinele mai mari cu mai multe straturi de înfășurare sau sârmă cu calibru mai gros necesită în mod natural mai multă energie electrică pentru a magnetiza miezul complet și pentru a menține densitatea fluxului magnetic în timp. De exemplu, o bobină DC de 12V poate consuma o putere de 18–24W Inrush, în timp ce un echivalent de 24V DC ar putea consuma doar 12W pentru aceeași aplicație datorită rezistenței mai mari și a fluxului de curent redus.

Ciclul operațional al unei bobine solenoide constă dintr -o fază de rasă și o fază de deținere. Puterea de ras este mai mare și apare în momentul acționării, în timp ce puterea de deținere este mai mică și reprezintă energia necesară pentru menținerea solenoidului în starea sa acționată. Pentru Bobine pentru valvele solenoidelor din cartuș , bobinele mai mici se completează adesea și se așează mai repede în modul de deținere, rezultând o scurtă, dar intensă, o utilizare a energiei, în timp ce bobinele mai mari pot dura mai mult pentru a se stabiliza, dar funcționează mai eficient termic în timp, din cauza unei disipare a căldurii mai bună. Bobinele proiectate pentru taxe continue (100% ED) sunt optimizate pentru a minimiza consumul de energie în timpul deținerii prin reducerea curentului, menținând în același timp rezistența magnetică, adesea prin îmbunătățiri de proiectare a circuitului, cum ar fi modularea lățimii pulsului (PWM).

La nivel de sistem, eficiența energetică totală depinde de numărul de supape în funcționare, de ciclul de serviciu și de durata energizării bobinei. În sistemele hidraulice sau pneumatice de înaltă densitate, unde mai multe valve solenoide sunt alimentate simultan, chiar și mici diferențe de consum de energie pe bobină pot duce la o tragere semnificativă a energiei cumulate, cerințele crescute de alimentare cu energie electrică și costurile operaționale mai mari. De exemplu, utilizarea a 10 bobine evaluate la 20W în loc de 10W poate dubla sarcina pe sursa de alimentare și crește producția termică, potențial necesitând soluții suplimentare de răcire. Utilizarea excesivă a energiei contribuie la degradarea mai rapidă a izolației bobinei și a duratei de viață scurtate, dacă nu este gestionată corect.

Consumul de energie mai mare duce la o mai mare generare de căldură internă, care trebuie disipată pentru a evita degradarea termică. Acest lucru nu numai că afectează eficiența energetică, dar afectează și longevitatea și siguranța componentelor. Bobinele mai mari sau mai puțin eficiente pot genera mai multă căldură, necesitând utilizarea chiuvetei de căldură, a incintelor ventilate sau a derulării performanței la temperaturi ambientale ridicate. Proiectele moderne de bobine încearcă să optimizeze amenajarea înfășurării și geometria circuitului magnetic pentru a reduce pierderile I²R (rezistive) și pentru a maximiza eficiența conversiei energetice, scăzând astfel acumularea de căldură și prelungirea duratei de viață a funcționării.

Pentru a obține proiecte de sistem eficiente din punct de vedere energetic, utilizatorii selectează bobine pe baza standardizării tensiunii, a evaluărilor optimizate de consum de energie și a performanței căldurii. Variantele de bobină cu putere redusă sau de blocare pot fi specificate pentru a reduce consumul de energie în aplicații cu un serviciu scăzut sau alimentat cu baterii. În aplicațiile care necesită timpi de reținere prelungite, inginerii pot opta pentru bobine cu un nivel scăzut de apă, cu circuite de economisire integrate sau modele de înfășurare dublă care reduc curentul după acționarea inițială. Alegerea variantei de tensiune corectă (de exemplu, 24VDC vs. 12VDC) în conformitate cu proiectarea sistemului reduce pierderile de conversie și îmbunătățește performanța generală a energiei.