Quelles sont les causes de la surchauffe d'une bobine de solénoïde

La surchauffe de la bobine de solénoïde est un problème qui peut entraîner des pannes de système et des réparations coûteuses, affectant considérablement la durée de vie des vannes solénoïdes. Les vannes solénoïdes sont essentielles pour contrôler le flux de fluides dans diverses applications, mais leurs bobines sont susceptibles d'être endommagées. Identifier les facteurs qui contribuent à la surchauffe de la bobine est crucial pour une maintenance et une prévention efficaces. Cet article explore les principales raisons de la surchauffe des bobines de vannes solénoïdes et propose des solutions pour réduire ces risques.

Principales causes de la surchauffe des bobines de solénoïde

La surchauffe se produit plus fréquemment dans les vannes solénoïdes avec des bobines AC car elles subissent un courant d'appel élevé, qui peut être jusqu'à cinq fois supérieur au courant de fonctionnement normal. Ce courant élevé continue jusqu'à ce que l'armature du solénoïde ferme l'entrefer. Le courant d'appel dans les vannes solénoïdes DC est similaire au courant de maintien, ce qui les rend moins susceptibles de surchauffer.

Problèmes de tension

Une des causes les plus courantes de la surchauffe des bobines de solénoïde est une alimentation en tension incorrecte. Les conditions de surtension et de sous-tension peuvent être nuisibles à la bobine.

• Surtension : Fournir une tension supérieure à la tension nominale de la bobine peut provoquer un flux de courant excessif, entraînant une surchauffe et une éventuelle surchauffe.
• Sous-tension : À l'inverse, fournir une tension inférieure à la tension nominale peut empêcher le solénoïde de s'engager complètement, le faisant tirer un courant d'appel en continu, ce qui peut également entraîner une surchauffe.

Pour vérifier une basse tension, utilisez un multimètre pour mesurer la tension directement sur les fils de la bobine pendant que le solénoïde est alimenté et que son armature est maintenue ouverte. Alimentez brièvement le solénoïde pour prendre cette mesure. Ensuite, prenez une autre mesure avec le solénoïde déconnecté de la source d'alimentation. Si la différence entre ces deux mesures dépasse 5 %, cela indique une résistance excessive dans le câblage ou un transformateur de commande sous-dimensionné. Lisez notre article sur la tension des vannes solénoïdes pour plus d'informations sur la façon dont l'application de différentes tensions affecte le fonctionnement d'une bobine de vanne solénoïde.

Courant d'appel élevé

Les vannes solénoïdes AC sont particulièrement susceptibles de surchauffer en raison du courant d'appel élevé, qui peut être jusqu'à cinq fois supérieur au courant de fonctionnement normal. Ce courant élevé persiste jusqu'à ce que l'armature du solénoïde ferme l'entrefer. En revanche, les solénoïdes DC ont des courants d'appel similaires à leurs courants de maintien, ce qui les rend moins sujets à ce problème.

Cycles rapides

Les cycles fréquents des vannes solénoïdes peuvent entraîner une surchauffe, en particulier dans les bobines AC. Des taux de cycle élevés génèrent une chaleur excessive qui ne peut pas se dissiper assez rapidement, endommageant l'isolation de la bobine. Pour les applications nécessitant des cycles fréquents, envisagez d'utiliser des structures de solénoïde immergées dans l'huile. L'huile aide à dissiper la chaleur plus efficacement, maintenant une température de fonctionnement plus basse.

Transitoires électriques

Si le courant pour les vannes solénoïdes est tiré directement d'une ligne d'alimentation qui alimente également de grands dispositifs inductifs comme des moteurs électriques, la commutation de ces moteurs peut générer des transitoires de haute tension qui peuvent endommager l'isolation des bobines des vannes solénoïdes. Pour se protéger contre cela, installez un thyrector (Figure 2 étiqueté A) à travers chaque bobine pour court-circuiter efficacement ces transitoires.

Contaminants et facteurs environnementaux

La saleté, l'huile et d'autres contaminants peuvent causer des problèmes mécaniques qui entraînent la surchauffe de la bobine. Par exemple, des particules peuvent se loger sous l'armature du solénoïde, l'empêchant de se poser complètement et faisant tirer un courant excessif à la bobine. Assurez-vous que les couvercles anti-poussière des solénoïdes sont bien en place pour protéger contre les contaminants en suspension dans l'air. Nettoyez et entretenez régulièrement le système pour éviter l'accumulation de saleté et de vernis dans l'huile.

Les conditions environnementales telles que les températures extrêmes et l'humidité élevée peuvent également affecter les performances des solénoïdes.

• Haute température : Une chaleur excessive peut endommager l'isolation de la bobine. Utilisez des boucliers thermiques ou des solénoïdes classés pour haute température pour atténuer ce risque.
• Basse température : Les environnements froids peuvent augmenter la viscosité de l'huile, surchargeant potentiellement le solénoïde. Utilisez une huile adaptée aux basses températures ou optez pour des solénoïdes immergés dans l'huile.
• Humidité : Une humidité élevée peut provoquer de la corrosion et des courts-circuits électriques. Utilisez des bobines moulées ou des solénoïdes immergés dans l'huile et assurez-vous que les couvercles de protection sont bien scellés.

Considérations supplémentaires pour les solénoïdes DC

Bien que les solénoïdes AC soient plus courants, les solénoïdes DC offrent des avantages spécifiques dans certaines applications.

• Courant d'appel constant : Les solénoïdes DC ont des courants d'appel similaires à leurs courants de maintien, réduisant le risque de surchauffe.
• Haute capacité de cycle : Les solénoïdes DC peuvent généralement gérer des taux de cycle plus élevés sans surchauffe.
• Répétabilité : Le temps de commutation des solénoïdes DC est constant, offrant des performances fiables dans les applications nécessitant un contrôle précis.
• Usure des contacts de commutation : Les solénoïdes DC peuvent provoquer une usure plus rapide des contacts de commutation par rapport aux solénoïdes AC. Lorsque la bobine est déconnectée, l'énergie stockée dans l'inductance de la bobine doit être libérée, ce qui peut créer un arc à travers les contacts de commutation. Connecter une diode (Figure 3 étiquetée D) à travers la bobine est un moyen de dissiper cette énergie en toute sécurité. Assurez-vous que le côté positif de la diode est connecté au côté positif de la tension de la bobine. La diode doit être classée pour au moins deux ou trois fois la tension d'alimentation DC. Une autre méthode consiste à connecter un condensateur (Figure 3 étiqueté C) à travers les contacts de commutation (Figure 3 étiqueté S) pour absorber l'énergie dissipée. La valeur de capacité optimale peut être déterminée par essais et erreurs. Cela peut être fait en observant l'intensité de l'arc ou en mesurant le pic de tension en testant des condensateurs de différentes magnitudes.

Lisez notre article de vue d'ensemble des vannes solénoïdes pour plus d'informations sur la conception, le fonctionnement et les types de vannes solénoïdes.