ラッチング操作ソレノイドバルブ: ゼロ電力設計、選択およびサイジング

標準的な 6 W のソレノイド バルブを 1 日 8 時間通電すると、バルブあたり年間約 17.5kWh を消費します。バッテリーまたは太陽光発電の場合、その数値がパネルとバッテリーのサイズを決定します。ラッチ操作のソレノイドバルブが滞留ドレンを除去します。1 つの短い電流パルスがプランジャーを動かし、永久磁石がプランジャーを所定の位置に保持し、保持電流がゼロに低下します。

バッテリー駆動の灌漑コントローラー、遠隔の水道またはガスライン、太陽光発電の防火スキッド、または小規模電源から供給される噴水パネルのバルブを指定する場合、通常はラッチ設計が最初に評価されるブランチになります。バルブ本体だけでなく、ドライバー回路、コイル巻線、ケーブルゲージ、コントローラーロジックも変更されます。

ラッチング式電磁弁の実際の動作

ラッチ動作のソレノイドバルブは、瞬間的な電流パルスを受け取ると位置を変更し、磁気回路内の永久磁石がプランジャーを磁極片に固定した状態に保つため、保持電流が存在しない状態でその位置に留まります。

従来の直動式バルブは、プランジャーをリターンスプリングに抗して保持するために、コイルに通電した状態を維持する必要があります。このスプリングは、標準的なバルブをフェールクローズまたはフェールオープンにするものであり、また、電池で駆動するのにコストがかかる原因でもあります。ラッチ式バージョンでは、スプリング ホールドが磁気ホールドに置き換えられるため、コイルはプランジャーを動かすのにかかる数ミリ秒の間だけ機能します。

トレードオフはドライバーにあります。ほとんどのシングルコイル双安定ラッチ バルブは、戻るために逆極性パルスを必要とします。これは、H ブリッジ、極性反転リレー、またはコンデンサ放電回路を意味します。 2 コイルおよび 3 線バージョンは 2 番目の巻線を介してリセットされ、ケーブル内の追加の導体を犠牲にして、より単純なドライバーで動作します。

双安定ラッチング設計と単安定ラッチング設計

バルブがいずれかの位置を無期限に保持する必要がある場合は双安定ラッチングを選択し、2 番目のパルスなしで定義された位置に戻る必要がある場合は単安定ラッチングを選択します。その 1 つの決定によって、コイルの配線、ドライバーのアーキテクチャ、および制御ループ全体の障害動作が決まります。

ラッチングバルブが勝てる場所と失敗する場所

ラッチングバルブは、バルブが数時間または数日間同じ状態に留まり、電力が不足している場合に最適です。バルブが調整したり、急速に循環したり、供給がなくなったときに安全な位置に落ちたりする必要がある場合、バルブは失われます。

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サイズ、材質、コイルの選択

ラッチングバルブのサイズ決定は、パイプの直径ではなく、プランジャーが克服する必要がある差圧から始まり、コントローラーが実際に提供できるコイルパラメータで終わります。

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試運転とトラブルシューティングのチェック

現場でのラッチングバルブに関する苦情のほとんどは、バルブ本体自体ではなく、ドライバー、配線、またはパルスタイミングに遡るため、バルブを開く前に電気経路を調べてください。

• データシートに指定されている期間のみコイルにパルスを与えます。定格幅をはるかに超えて通電されたラッチング コイルを保持すると、力を加えることなく熱が加えられます。
• 最初のパルスの前に極性を確認してください。逆極性は、シングルコイル双安定バルブを反対の位置に駆動し、固定極性の単安定コイルでは何も行いません。
• ドライバーがラッシュを配達できることを確認します。定格パルス電圧を下回る電源電圧が低下すると、プランジャーが半分移動したままになり、バルブがチャタリングする可能性があります。
• しっかりと 1 回クリックする音を聞いてください。ブザー音コイルは通常、長すぎるパルス、または DC ラッチ コイルに電力を供給する AC ドライバを示します。
• パイロット操作バージョンでは、パイロット オリフィスを検査します。コイルとドライバーが完全にテストされた場合でも、そこにある破片が開口部をブロックします。

ラッチングソレノイドバルブに関するよくあるご質問

ラッチングソレノイドバルブは標準のソレノイドバルブとどう違うのですか？

標準的なソレノイド バルブは開いた位置を保持するために連続電流を必要としますが、ラッチング バルブは永久磁石を使用して約 30 ～ 100 ms のパルス後に位置を保持します。保持力はゼロになりますが、コントローラーは安定した出力ではなく、定義されたパルスを供給できなければなりません。

スイッチングパルスの長さはどのくらいにすればよいでしょうか?

供給電圧でのコイルに記載されている最小パルス幅に、ケーブル電圧降下のわずかなマージンを加えたものを使用してください。データシートで要求されている以上にパルスを長くしても、バルブのスイッチの信頼性は高まりません。巻線を加熱するだけです。

ラッチングバルブは単純なオン/オフタイマーで動作できますか?

バルブが 2 コイルまたは 3 線式の場合のみ、共通ラインと方向ごとに 1 つのスイッチ導体が機能します。シングルコイル双安定バルブには極性反転が必要です。これは、コントローラ内の H ブリッジ、反転リレー、またはコンデンサ放電回路を意味します。

ラッチングバルブは停電時にフェールオープンまたはフェールクローズしますか?

それらは最後に指示された位置に留まり、これは予測可能ですが、フェイルセーフではありません。確実な閉位置が重要な場合は、代わりにスプリングリターン単安定ラッチ設計または標準の常閉バルブを選択してください。