솔레노이드는 많은 응용 분야에서 기계 시스템에서 선형 또는 로타리 구동을 제공하기 위해 사용됩니다. 솔레노이드 밸브의 작동은 전류를 열고 닫는 것만 큼 간단 할 수 있지만, 전용 IC를 사용하여 구동함으로써 더 나은 성능을 달성 할 수 있습니다. 이 논문에서는 드라이브 회로가 솔레노이드 밸브의 전자 기계적 성능에 어떤 영향을 미치는지 연구 할 것입니다. 간단한 스위치와 현재 규제 된 드라이버의 두 가지 드라이브 회로가 비교됩니다. 솔레노이드 전력 소비를 제한하기위한 에너지 절약 기술도 포함됩니다. 가장 간단한 형태의 솔레노이드 밸브에 대한 기본 지식 인 전자기 코일은 자기장을 생성하는 코일입니다. 우리가 일반적으로 솔레노이드라고 부르는 것은 코일과 철으로 만든 움직이는 코어를 사용하는 장치입니다. 코일에 전류를 적용하면 코어가 코일에 비해 코어를 당기거나 밀어냅니다. 따라서 기계 시스템에서 물체를 구동하는 데 사용되는 물체의 이동이 발생합니다.
1. 전형적인 전자기 코일은 자기장을 생성하는 코일로 구성됩니다. 솔레노이드가 활성화되면, 자기장을 생성하기 위해 권선에 전압이 적용됩니다. 와인딩의 큰 인덕턴스로 인해 전류가 형성되는 데 시간이 걸립니다. 전자석 코어의 힘은 전류에 비례합니다. 코어를 이동하기 위해 최대 힘을 생성하려면 전류를 신속하게 설정하기 위해 권선에 고전압을 적용해야합니다. 움직임이 완료되면 훨씬 작은 전류가 일반적으로 코어를 제자리에 고정시키는 데 사용됩니다. 전류가 감소하지 않으면, 와인딩에 상당한 양의 전력이 소비되고 솔레노이드에 의해 많은 열이 생성됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 일정한 전류 드라이버를 사용하여 전자기 코일을 구동 할 수 있습니다. 전류는 시간이 지남에 따라 제어되어 원하는 동작을 제공하고 소비 된 전력을 제한하여 솔레노이드를 제자리에 유지할 수 있습니다. 테스트 설정 다양한 솔레노이드 드라이브 체계의 기계적 및 전기 성능을 비교하기 위해, 솔레노이드의 움직임을 측정하기 위해 유연한 솔레노이드에 연결된 서보 전위차계를 사용하여 간단한 테스트 설정을 구성했습니다. 전압 및 전류뿐만 아니라 모션은 오실로스코프를 사용하여 캡처됩니다.
2. 테스트 장치에는 굽힘이있는 솔레노이드에 연결된 서보 전위차계가 포함됩니다. 간단한 전자기 드라이버가 솔레노이드 밸브를 구동하는 가장 간단한 방법은 전류를 켜고 끄는 것입니다. 이 회로에서, 전류는 전자기 코일의 공급 전압 및 DC 저항에 의해서만 제한된다.
3. 솔레노이드 코일을 구동하는 가장 간단한 방법은 전류 스위칭 문제이며, 일반적으로 저가형 MOSFET 스위치와 전류 재활용 다이오드를 사용합니다. 간단한 드라이브의 전자 기계적 성능은 제한적입니다. 모든 전압과 전류는 시간의 100% 적용되므로, 풀의 풀은 솔레노이드의 연속 전력 소비 등급에 의해 제한됩니다. 코일의 큰 인덕턴스는 또한 코일이 처음 시작될 때 전류 증가 속도를 제한합니다. 테스트에서 간단한 스위치를 사용하여 솔레노이드의 움직임, 전압 및 전류를 측정했습니다. 이 경우, 솔레노이드가 활성화 될 때마다, 솔레노이드 (15 Ω, 정격 전압 12 V)는 10W의 전력을 운전하고 소비하는 데 30ms가 걸립니다.
4.이 파형은 단순한 스위치를 사용하여 솔레노이드의 움직임, 전압 및 전류를 나타냅니다. 현재 파형의 "밸리"를 알고 싶다면 전류 감소는 전자석의 움직이는 코어에 의해 생성 된 백 EMF에 기인합니다. 코어가 가속함에 따라, 백 EMF는 솔레노이드의 바닥이 나타날 때까지 증가하고 움직이지 않습니다. 대부분의 응용 분야에서, 고성능 전자기 액추에이터는 처음에 솔레노이드로 끌려 가기 위해 전류 만 필요합니다. 움직임이 완료된 후, 솔레노이드의 전류 수준을 줄일 수있어 에너지를 절약하고 코일에서 생성 된 열을 줄일 수 있습니다. 이를 통해 더 높은 공급 전압을 사용하여 풀인 전류를 더 많이 제공하여 솔레노이드가 더 빨리 시작하고 더 많은 힘을 제공 할 수 있습니다.
