电磁阀的功耗及允许传输距离

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国石化集团公司宁波工程有限公司 作者:周超群

        电磁阀在工业生产中应用十分广泛,在石油化学工业中尤为普遍。它既可用于水、空气和中性气体以及其他与电磁阀材质相适宜的气体、液体的开关控制(二通) ,又可作为安全联锁保护系统中不可缺少的一部分(三通、四通、五通) 。

        电磁阀由电磁部件、阀体组成。电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成;阀体部分由滑阀芯、滑阀套、弹簧底座等组成。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到开关或改变流体方向的目的。在安全联锁保护系统中应用的电磁阀主要有二位三通、二位四通和二位五通,二位的含义为:对于电磁阀来说是带电或失电,对于所控制的阀来说就是打开或关闭。二位三通电磁阀由阀体、阀罩、电磁组件、弹簧及密封结构等部件组成,动铁芯底部的密封块借助弹簧的压力将阀体进气口关闭。得电时,线圈励磁,电磁铁吸合,动铁芯上部带弹簧的密封块把排气口关闭,气流从进气口进入阀门,起到控制作用;失电时,电磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下离开固定铁芯向下移动,将排气口打开,堵住进气口,阀门因失气而改变开关状态。

        二位四通和五通电磁阀的原理相同,只是四通有1 个排气口,五通有2 个排气口。它们的工作原理:当有电流通过线圈时,产生励磁作用,固定铁芯吸合动铁芯,动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧,改变了滑阀芯的位置,从而改变了流体的方向;当线圈失电时,依靠弹簧的弹力推动滑阀芯,顶回动铁芯,使流体按原来的方向流动。

        在实际的设计应用中,电磁阀有两种供电形式:220 VAC 或24 VDC。如果选用220 VAC供电形式,因为供电电压高,传输电缆造成的电压降不会影响到电磁阀能否正常工作,不必考虑电缆电阻损失的电压,所以可以远距离传输。如果电磁阀的供电电压为24VDC ,就必须根据电磁阀的最低工作电压来进行电缆的最大允许长度计算。如果24 V DC 供电电磁阀的最小工作电压为20V ,那么线路上的最大允许压降为4V。假设所选电磁阀的额定功率为12W,采用二芯2.5mm2的聚氯乙烯绝缘护套控制电缆,从电缆样本可以查到电缆的最大直流电阻为7. 41 Ω/ km ,由此可以计算出电缆的最大允许长度如下。

a) 电磁阀的工作电流

电磁阀的工作电流计算公式 

式中 I ———电磁阀工作电流,A ;

            P ———电磁阀额定功率,W;

            V ———电磁阀工作电压,V 。

b) 允许电缆长度的计算

电磁阀允许电缆长度的计算 

式中 R ———电缆电阻,Ω;

           L1 ———电缆单芯距离,km ;

           L2 ———电缆双芯距离,m。

          综上所述,对于大功率且供电电压为24 V DC的电磁阀,为了保证电磁阀在不低于正常工作电压(假设为20 VDC) 的条件下动作,可以通过选用较粗线径电缆(2.5mm2 ) 来降低线路上的压降,这样信号允许的传输距离可以到达500 m 左右。

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