Qué Causa que una Bobina de Solenoide se Queme

El quemado de la bobina de solenoide es un problema que puede llevar a fallos en el sistema y reparaciones costosas, afectando significativamente la vida útil de las válvulas solenoides. Las válvulas solenoides son esenciales para controlar el flujo de fluidos en diversas aplicaciones, pero sus bobinas son susceptibles a daños. Identificar los factores que contribuyen al quemado de la bobina es crucial para un mantenimiento y prevención efectivos. Este artículo explora las principales razones detrás del quemado de la bobina de la válvula solenoide y ofrece soluciones para reducir estos riesgos.

Causas principales del quemado de la bobina de solenoide

El quemado ocurre con más frecuencia en válvulas solenoides con bobinas de CA porque experimentan una alta corriente de irrupción, que puede ser hasta cinco veces mayor que la corriente de operación normal. Esta alta corriente continúa hasta que el armadura del solenoide cierra el espacio de aire. La corriente de irrupción en las válvulas solenoides de CC es similar a la corriente de retención, lo que las hace menos propensas a quemarse.

Problemas de voltaje

Una de las causas más comunes del quemado de la bobina de solenoide es el suministro de voltaje incorrecto. Tanto las condiciones de sobretensión como de subtensión pueden ser perjudiciales para la bobina.

• Sobretensión: Suministrar un voltaje superior al voltaje nominal de la bobina puede causar un flujo de corriente excesivo, lo que lleva al sobrecalentamiento y eventual quemado.
• Subtensión: Por el contrario, suministrar un voltaje inferior al voltaje nominal puede impedir que el solenoide se enganche completamente, haciendo que consuma corriente de irrupción continuamente, lo que también puede llevar al sobrecalentamiento.

Para verificar la baja tensión, use un multímetro para medir el voltaje directamente en los cables de la bobina mientras el solenoide está encendido y su armadura está abierta. Energice brevemente el solenoide para tomar esta lectura. Luego, tome otra lectura con el solenoide desconectado de la fuente de alimentación. Si la diferencia entre estas dos lecturas supera el 5%, indica una resistencia excesiva en el cableado o un transformador de control subdimensionado. Lea nuestro artículo sobre el voltaje de las válvulas solenoides para obtener más información sobre cómo la aplicación de diferentes voltajes afecta el funcionamiento de una bobina de válvula solenoide.

Alta corriente de irrupción

Las válvulas solenoides de CA son particularmente susceptibles a quemarse debido a la alta corriente de irrupción, que puede ser hasta cinco veces mayor que la corriente de operación normal. Esta alta corriente persiste hasta que el armadura del solenoide cierra el espacio de aire. En contraste, los solenoides de CC tienen corrientes de irrupción similares a sus corrientes de retención, lo que los hace menos propensos a este problema.

Ciclos rápidos

El ciclo frecuente de las válvulas solenoides puede llevar al sobrecalentamiento, especialmente en bobinas de CA. Las altas tasas de ciclo generan un calor excesivo que no puede disiparse lo suficientemente rápido, dañando el aislamiento de la bobina. Para aplicaciones que requieren ciclos frecuentes, considere usar estructuras de solenoide sumergidas en aceite. El aceite ayuda a disipar el calor de manera más efectiva, manteniendo una temperatura de operación más baja.

Transitorios eléctricos

Si la corriente para las válvulas solenoides se toma directamente de una línea de alimentación que también suministra dispositivos inductivos grandes como motores eléctricos, el encendido y apagado de estos motores puede generar transitorios de alta tensión que pueden dañar el aislamiento de las bobinas de las válvulas solenoides. Para protegerse contra esto, instale un thyrector (Figura 2 etiquetado como A) a través de cada bobina para cortocircuitar efectivamente estos transitorios.

Contaminantes y factores ambientales

La suciedad, el aceite y otros contaminantes pueden causar problemas mecánicos que llevan al quemado de la bobina. Por ejemplo, las partículas pueden alojarse debajo del armadura del solenoide, impidiendo que se asiente completamente y haciendo que la bobina consuma corriente excesiva. Asegúrese de que las cubiertas de polvo del solenoide estén bien colocadas para proteger contra contaminantes en el aire. Limpie y mantenga el sistema regularmente para evitar la acumulación de suciedad y barniz en el aceite.

Las condiciones ambientales como temperaturas extremas y alta humedad también pueden afectar el rendimiento del solenoide.

• Alta temperatura: El calor excesivo puede dañar el aislamiento de la bobina. Use escudos térmicos o solenoides clasificados para altas temperaturas para mitigar este riesgo.
• Baja temperatura: Los entornos fríos pueden aumentar la viscosidad del aceite, sobrecargando potencialmente el solenoide. Use aceite adecuado para bajas temperaturas u opte por solenoides sumergidos en aceite.
• Humedad: La alta humedad puede causar corrosión y cortocircuitos eléctricos. Use bobinas moldeadas o solenoides sumergidos en aceite y asegúrese de que las cubiertas protectoras estén bien selladas.

Consideraciones adicionales para solenoides de CC

Si bien los solenoides de CA son más comunes, los solenoides de CC ofrecen ventajas específicas en ciertas aplicaciones.

• Corriente de irrupción consistente: Los solenoides de CC tienen corrientes de irrupción similares a sus corrientes de retención, reduciendo el riesgo de quemado.
• Alta capacidad de ciclo: Los solenoides de CC generalmente pueden manejar tasas de ciclo más altas sin sobrecalentarse.
• Repetibilidad: El tiempo de cambio de los solenoides de CC es consistente, proporcionando un rendimiento confiable en aplicaciones que requieren control preciso.
• Desgaste de los contactos del interruptor: Los solenoides de CC pueden causar un desgaste más rápido en los contactos del interruptor en comparación con los solenoides de CA. Cuando la bobina se desconecta, la energía almacenada en la inductancia de la bobina necesita ser liberada, lo que puede crear un arco a través de los contactos del interruptor. Conectar un diodo (Figura 3 etiquetado como D) a través de la bobina es una forma de disipar esta energía de manera segura. Asegúrese de que el lado positivo del diodo esté conectado al lado positivo del voltaje de la bobina. El diodo debe estar clasificado para al menos el doble o triple del voltaje de suministro de CC. Otro método es conectar un condensador (Figura 3 etiquetado como C) a través de los contactos del interruptor (Figura 3 etiquetado como S) para absorber la energía disipada. El valor óptimo de capacitancia se puede determinar mediante prueba y error. Esto se puede hacer observando la intensidad del arco o midiendo el pico de voltaje probando condensadores de diferentes magnitudes.

Lea nuestro artículo de visión general de válvulas solenoides para obtener más información sobre el diseño, funcionamiento y tipos de válvulas solenoides.