Válvulas Solenoides y Voltaje de Alimentación

Figura 1: Bobina de válvula solenoide de 24V CC

Entender el voltaje de las válvulas solenoides es esencial para garantizar que las bobinas funcionen correctamente y duren más tiempo. Las bobinas de las válvulas solenoides vienen con diferentes clasificaciones de voltaje. Estas clasificaciones deben coincidir con la fuente de alimentación para funcionar correctamente y durar mucho tiempo. Usar una bobina con el voltaje incorrecto puede causar un rendimiento deficiente o daños. Este artículo cubre por qué es esencial la coincidencia de voltaje y discute las mejores prácticas al elegir o solucionar problemas de bobinas de válvulas solenoides.

Tabla de contenidos

• Consideraciones para los parámetros de diseño de bobinas solenoides
• ¿Son intercambiables las bobinas de las válvulas solenoides?
• Ejemplos prácticos
• Solución de problemas y mejores prácticas
• Preguntas frecuentes

Consideraciones para los parámetros de diseño de bobinas solenoides

Una válvula solenoide utiliza una bobina electromagnética para mover un mecanismo de válvula. La bobina es un cable (generalmente de cobre o aluminio) enrollado alrededor de un núcleo hueco. Las bobinas solenoides funcionan con corriente continua (CC) o corriente alterna (CA). Las clasificaciones de voltaje comunes son 6V, 12V, 24V, 120V y 220V.

• Las bobinas con menos de 24 voltios se utilizan en dispositivos pequeños como electrodomésticos, automóviles y herramientas de automatización básicas.
• Las bobinas de más de 24 voltios se utilizan en fábricas y maquinaria pesada.

Voltajes de operación de válvulas solenoides

El voltaje nominal es el voltaje necesario para que la válvula funcione. Este valor generalmente está escrito en el cuerpo de la válvula o en la bobina.

Bajo voltaje

Usar menos del voltaje nominal puede ralentizar la respuesta de la válvula o impedir que funcione. La mayoría de las bobinas pueden manejar voltajes dentro del ±10% del valor nominal. Por ejemplo, una bobina de 220 V CA generalmente opera entre 198V y 242V. Los síntomas de bajo voltaje son:

• El émbolo no se mueve - la bobina puede sobrecalentarse y quemarse.
• Acción lenta de la válvula
• Ruido excesivo
• Calentamiento de la bobina

Use un multímetro para verificar el voltaje de la fuente de alimentación. Si el voltaje es correcto, reemplace la bobina.

Sobrevoltaje

Aplicar más del voltaje nominal hace que la válvula responda más rápido. Pero esto no siempre significa que el sistema opere más rápido. Demasiado sobrevoltaje puede dañar seriamente la bobina. Los problemas causados por el sobrevoltaje son:

• Fallo de la bobina debido al sobrecalentamiento
• Más calor, que descompone las partes de la bobina
• Vida útil más corta de la válvula

Los fabricantes advierten contra exceder el voltaje nominal. Se puede tolerar un breve pico de hasta 50-100% más de voltaje, pero solo durante aproximadamente un segundo. La exposición prolongada causa un fallo rápido de la bobina.

Consideraciones de frecuencia para bobinas CA

Las bobinas solenoides de CA están construidas para operar a frecuencias específicas, generalmente 50Hz o 60Hz. La frecuencia afecta cómo fluye la corriente y la fuerza magnética de la bobina. Usar una bobina de 50Hz en un suministro de 60Hz, o viceversa, puede reducir la eficiencia y causar sobrecalentamiento o daños.

Por ejemplo, una bobina de 230V 50Hz no debe usarse en un suministro de 230V 60Hz a menos que el fabricante lo apruebe. Una frecuencia más alta reduce la resistencia de la bobina, aumentando la corriente y el calor. Algunas bobinas están clasificadas para 50Hz y 60Hz para evitar este problema.

Costo

Los sistemas de CC a menudo cuestan más de construir que los sistemas de CA. Esto se debe a que la corriente de operación para un suministro de CC es más alta que para un suministro de CA, lo que requiere medidas adicionales para prevenir caídas de voltaje en la línea de retorno.

Corriente de arranque y corriente de mantenimiento

Los solenoides de CA experimentan una alta corriente de arranque seguida de una corriente de mantenimiento más pequeña. Si el émbolo se atasca durante el arranque, la bobina se calienta rápidamente, lo que puede causar quemaduras. Este problema a menudo se relaciona con bobinas de CA y se debe a problemas de la válvula como un émbolo atascado, lo que no siempre es una bobina defectuosa.

¿Son intercambiables las bobinas de las válvulas solenoides?

Bobinas solenoides de CA vs CC

Las bobinas solenoides de CA funcionan con corriente alterna. Cambian de polaridad muchas veces por segundo y utilizan anillos de sombreado para reducir el ruido y la vibración. Son comunes en entornos industriales donde se necesita alta potencia y respuesta rápida.

Las bobinas solenoides de CC funcionan con corriente continua, lo que proporciona un campo magnético constante. Son más simples y no necesitan anillos de sombreado. Las bobinas de CC se utilizan donde el control preciso y el bajo consumo de energía son esenciales, como en automóviles y herramientas pequeñas.

Consideraciones de intercambiabilidad

• Compatibilidad de voltaje:
  • La nueva bobina debe tener el mismo voltaje que la antigua. Una bobina de 24 V CC debe reemplazar a otra bobina de 24 V CC.
  • Las bobinas de CA resisten más la corriente que las bobinas de CC. Una bobina de CA en una fuente de CC sin cambios puede sobrecalentarse y dañar la bobina.
• Ajuste físico:
  • La bobina de reemplazo debe coincidir con la bobina original en tamaño y forma de montaje.
• Propiedades eléctricas:
  • Impedancia y resistencia: Las bobinas de CA tienen características de impedancia diferentes a las bobinas de CC. Usar una bobina de CA en un circuito de CC, o viceversa, sin los ajustes adecuados puede llevar a un funcionamiento inadecuado o daños.
  • Anillos de sombra: Las bobinas de CA a menudo incluyen anillos de sombra para reducir las vibraciones. Las bobinas de CC no tienen esta característica. Usar una bobina de CC en lugar de una bobina de CA podría causar problemas operativos.

Por ejemplo, colocar una bobina de 24 V CC en lugar de una bobina de 24 V CA puede causar un mal funcionamiento debido a la falta de anillos de sombra. Además, una bobina de CC utilizada donde se espera CA puede consumir demasiada corriente y quemarse.

En resumen, las bobinas de solenoide de tipos CA y CC no siempre son intercambiables. Los valores de voltaje, el tamaño y las características eléctricas deben coincidir en todos los aspectos.

Ejemplos prácticos

Uso de una fuente de alimentación de 110V para una válvula solenoide de 120V

Asegurar el voltaje correcto de la válvula solenoide es vital al conectar una fuente de alimentación de 110V a una válvula solenoide de 120V. Una bobina de 120V con un rango de voltaje de ±10% puede funcionar entre 108V y 132V. Dado que 110V está dentro del rango de voltaje de la válvula solenoide, es compatible. Sin embargo, trabajar en el extremo inferior puede reducir la fuerza magnética de la bobina, ralentizando la acción de la válvula.

Nota: Siempre verifique la tolerancia de voltaje de la bobina proporcionada por el fabricante para evitar problemas.

Uso de una fuente de alimentación de 24 V CC para una bobina solenoide de 12 V CC

Esta configuración crea una sobretensión grave.

• Aplicar 24V a una bobina de 12V enviará demasiada corriente, causando sobrecalentamiento y probablemente falla.
• La bobina está diseñada para 12V, por lo que la resistencia es baja. El doble de voltaje significa cuatro veces más potencia (P = V²/R).

Para usar una fuente de 24V de manera segura con una bobina de 12V:

• Use un dispositivo reductor de voltaje como un convertidor CC-CC.
• Utilice circuitos limitadores de corriente para evitar sobrecorriente durante el arranque.

Solución de problemas y mejores prácticas

• Sobrecalentamiento: El calor excesivo puede indicar una incompatibilidad de voltaje o un manejo insuficiente de corriente.
• Funcionamiento errático: El funcionamiento inconsistente o la falla en la actuación pueden resultar de un voltaje o frecuencia inadecuados.
• Ruido y vibración: Sonidos o vibraciones inusuales pueden indicar incompatibilidad eléctrica o mecánica.

Consejos para seleccionar la bobina y la fuente de alimentación adecuadas

• Coincida el voltaje y el tipo de corriente: Asegúrese de que la clasificación de voltaje de la bobina y el tipo de corriente (CA o CC) coincidan con la fuente de alimentación.
• Verifique la tolerancia de voltaje: Compruebe que el voltaje de la fuente de alimentación esté dentro del rango de tolerancia especificado de la bobina.
• Considere la frecuencia para bobinas de CA: Asegúrese de que la frecuencia de la fuente de alimentación coincida con el diseño de la bobina (por ejemplo, 50Hz o 60Hz).

Preguntas frecuentes

¿Las bobinas de las válvulas solenoides son de CA o CC?

Pueden ser de CA o CC, según cómo y dónde se utilicen.

¿Cómo probar una bobina solenoide de 12V?

Aplique 12V y use un multímetro para verificar la resistencia. Busque continuidad y compare la resistencia con las especificaciones del fabricante.