Qu'est-ce que le cycle de service ?

Le cycle de service est une mesure de la durée pendant laquelle un appareil fonctionne par rapport à sa période de repos. Par exemple, si un appareil fonctionne pendant 10 secondes allumé puis 10 secondes éteint et se répète, le cycle de service serait de 50%. La notation du cycle de service est cruciale pour comprendre combien de temps un actionneur peut fonctionner sans risquer de surchauffer, en particulier dans les actionneurs électriques. Cet article aborde les aspects essentiels du cycle de service dans les actionneurs linéaires et les vannes, comme la formule du cycle de service, la variation du cycle de service dans différents types de vannes et d'actionneurs, et comment déterminer le cycle de service à l'aide d'un multimètre.

Table des matières

• Équation du cycle de service
• Cycle de service et largeur d'impulsion
• Cycle de service vs fréquence
• Cycle de service dans différents types de vannes
• Comment vérifier le cycle de service avec un multimètre
• Facteurs affectant le cycle de service
• FAQs

Équation du cycle de service

Le cycle de service indique la proportion de temps pendant laquelle le signal est ALLUMÉ par rapport à la durée totale du cycle. Il est généralement exprimé en pourcentage et est calculé à l'aide de la formule :

Par exemple, si un actionneur de vanne fonctionne pendant 30 secondes et se repose pendant 90 secondes, le cycle de service est de 30/(90+30)×100 = 25%. Cela signifie que l'actionneur est actif 25% du temps et inactif 75% du temps. De même, un cycle de service de 70% est un signal qui est ALLUMÉ 70% du temps et ÉTEINT les 30% restants.

Ce ratio est crucial pour sélectionner l'actionneur approprié pour une application spécifique, en s'assurant que le moteur ne dépasse pas ses limites thermiques pendant le fonctionnement. Chaque actionneur a une limite de la quantité de chaleur qu'il peut supporter avant de commencer à être endommagé ou que ses performances ne soient affectées. Par exemple, un actionneur avec un cycle de service de 25% ne doit pas être utilisé à un taux qui atteint ou dépasse 25%.

Pour les processus nécessitant des ajustements fréquents des vannes, un cycle de service plus élevé améliore l'efficacité en permettant une modulation de débit plus fréquente. Cependant, il est crucial d'équilibrer cela avec les limites thermiques de l'actionneur pour éviter les dommages.

Cycle de service et largeur d'impulsion

La largeur d'impulsion se réfère à la durée pendant laquelle un signal reste dans l'état ALLUMÉ, généralement mesurée en millisecondes. Le cycle de service, en revanche, est le rapport de la largeur d'impulsion au temps total du cycle, exprimé en pourcentage.

Lorsque la vanne est activée pendant différentes durées à l'aide de la modulation de largeur d'impulsion, le cycle de service change. Par exemple, si la vanne est allumée pendant 0,03 seconde pendant un cycle de 0,1 seconde, le cycle de service est de 30%. Si elle est allumée pendant 0,08 seconde dans le même cycle de 0,1 seconde, le cycle de service devient 80%.

Cycle de service vs fréquence

La fréquence de fonctionnement est la fréquence à laquelle le cycle complet se répète en une seconde. Considérez une vanne à solénoïde utilisée dans un système d'irrigation. La vanne a un cycle de service de 50%. Supposons que le temps total du cycle soit de 20 secondes. Cela signifie :

• La vanne est ouverte pendant 10 secondes (50% de 20 secondes).
• La vanne est fermée pendant 10 secondes (les 50% restants).

Étant donné que le temps du cycle est de 20 secondes, la fréquence est :

Fréquence = 1 cycle / 20 secondes = 0,05 Hz, ou un cycle toutes les 20 secondes

Dans cet exemple, le cycle de service aide à garantir que la vanne ne surchauffe pas ou ne s'use pas en fonctionnant en continu, tandis que la fréquence détermine la fréquence d'arrosage. Le cycle de service et la fréquence doivent être dans les valeurs spécifiées par le fabricant.

Cycle de service dans différents types de vannes

Vannes à bille

Vannes à bille, en particulier celles avec des actionneurs électriques, sont couramment utilisées dans les applications nécessitant une étanchéité serrée et des temps de réponse rapides. Elles conviennent aux applications à cycle de service élevé en raison de leur conception robuste et de leur capacité à gérer des pressions élevées et de grands volumes. Cependant, il faut veiller à ne pas dépasser le cycle de service de l'actionneur pour éviter la surchauffe.

Vannes papillon

Vannes papillon sont souvent utilisées dans les pipelines de grand diamètre où l'espace est limité. Elles sont moins adaptées aux applications à cycle de service élevé par rapport aux vannes à bille en raison de leur conception, qui peut ne pas fournir une étanchéité aussi serrée. Cependant, elles sont efficaces pour les applications avec des cycles de service modérés et où une action rapide n'est pas critique.

Vannes à solénoïde

Les vannes à solénoïde de service régulier sont conçues pour une utilisation intermittente, nécessitant des périodes de refroidissement entre les activations pour éviter la surchauffe. Elles peuvent gérer une puissance élevée pendant de courtes périodes ALLUMÉES mais doivent rester ÉTEINTES pendant un temps spécifique, avec des cycles de service généralement compris entre 25% et 50%. Par exemple, un solénoïde avec un cycle de service de 25% peut fonctionner pendant 15 secondes et nécessite 45 secondes de repos. Celles-ci conviennent aux applications telles que les démarreurs de moteur et le contrôle intermittent des vannes. En revanche, les vannes à solénoïde à cycle de service continu ont un cycle de service de 100%, leur permettant de fonctionner indéfiniment sans périodes de refroidissement. Elles sont conçues pour des niveaux de puissance inférieurs et une gestion thermique améliorée, ce qui les rend idéales pour les applications nécessitant un fonctionnement constant, comme les systèmes de charge de batterie de camping-car.

Comment vérifier le cycle de service avec un multimètre

Il est crucial de mesurer le cycle de service d'un système, en particulier lorsqu'il s'agit de systèmes impliquant une modulation de largeur d'impulsion (PWM) ou d'autres formes de modulation de signal. Dans les systèmes utilisant le PWM pour contrôler la distribution de puissance, tels que les contrôleurs de vitesse de moteur, les variateurs de LED ou les éléments chauffants, mesurer le cycle de service aide à garantir que le système fonctionne au niveau de puissance souhaité. Lors de l'analyse des signaux numériques, mesurer le cycle de service peut aider à vérifier que les signaux sont transmis correctement, avec les temps ALLUMÉ et ÉTEINT attendus. Effectuez les étapes suivantes pour mesurer le cycle de service :

1. Préparez le multimètre : Réglez le multimètre pour mesurer la fréquence en tournant le cadran pour sélectionner la fréquence (Hz) (Figure 3 étiquetée A). Appuyez sur le bouton Hz/% pour sélectionner le mode de mesure de la fréquence/cycle de service (Figure 3 étiquetée B). Cette étape peut varier selon les modèles de multimètre, alors consultez le catalogue du produit pour la configuration exacte.
2. Insérez les sondes de test : Insérez la sonde de test noire dans la prise COM (commune) et la sonde de test rouge dans la prise V Ω.
3. Connectez-vous au circuit : Connectez les sondes de test au circuit à tester et prenez les lectures.

Facteurs affectant le cycle de service

Le cycle de service varie entre différents actionneurs et est souvent spécifié dans les descriptions de produits.

Pour certains actionneurs, en particulier les actionneurs CC, le cycle de service peut également dépendre de la charge qu'ils manipulent. Une charge plus lourde peut augmenter la consommation de courant et la génération de chaleur, réduisant potentiellement le cycle de service. Pour y remédier, les fabricants fournissent souvent des graphiques dans leurs catalogues qui montrent comment le cycle de service change avec différentes charges. Ces graphiques aident les utilisateurs à déterminer le cycle de service approprié pour leur application spécifique, garantissant que l'actionneur fonctionne dans des limites thermiques sûres et maintient la fiabilité et l'efficacité.

• Charge de fluide : La quantité de charge de fluide sur une vanne affecte son cycle de service. Des charges plus élevées nécessitent plus de puissance pour actionner, réduisant le cycle de service. Inversement, des charges plus faibles permettent des temps de fonctionnement plus longs.
• Conditions environnementales : La température et l'humidité peuvent avoir un impact sur le cycle de service. Des températures élevées peuvent réduire la capacité de l'actionneur à dissiper la chaleur, tandis qu'une humidité élevée peut affecter les composants électriques, entraînant potentiellement une réduction des performances.
• Type d'actionneur : Différents actionneurs (électriques, pneumatiques, hydrauliques) ont des capacités de cycle de service variables.
  • Le cycle de service dans les actionneurs pneumatiques est généralement moins contraint par les considérations thermiques car ils ne dépendent pas de moteurs électriques qui génèrent une chaleur significative. Au lieu de cela, ils utilisent de l'air comprimé pour entraîner l'actionneur, ce qui permet généralement un cycle plus fréquent et un fonctionnement continu sans périodes de repos obligatoires. Cela les rend particulièrement adaptés aux applications nécessitant des cycles fréquents et une réponse rapide, les rendant idéaux pour les environnements exigeants.
  • Les actionneurs électriques sont limités par leurs capacités de gestion thermique. Les actionneurs électriques sont limités par des contraintes spécifiques de cycle de service, souvent définies par des normes telles que la classification IEC – S4. Ces contraintes limitent généralement l'actionneur à fonctionner uniquement pendant une durée définie dans une période donnée pour éviter la surchauffe. La vitesse fixe des actionneurs électriques peut compliquer le réglage, car elle peut entraîner des dépassements et des problèmes de stabilité. Pour les applications nécessitant un fonctionnement continu, des actionneurs électriques spécialisés à cycle continu sont disponibles, mais ils ont un coût plus élevé.

FAQs

Pourquoi le cycle de service des vannes à solénoïde est-il important ?

Le cycle de service garantit que la vanne à solénoïde fonctionne efficacement sans surchauffer, en équilibrant le temps d'allumage et d'extinction pour des performances optimales.

Qu'est-ce qu'un solénoïde à cycle de service continu ?

Un solénoïde à cycle de service continu est conçu pour fonctionner en continu sans surchauffer, adapté aux applications nécessitant une activation constante.