阀的功耗问题
不管是电磁阀,还是比例阀或者伺服阀,在配备电源时,都会涉及到功耗问题,选多大功率的电源合适?这当然是需要考虑阀的功耗,根据阀的功耗来选择合适的电源。
先来看看比例阀,比例阀电流通常比较大,功耗相对也大,如果一个系统中同时有很多比例阀,那么就需要慎重考虑电源的功率。
假设某型号比例阀,供电24V,电磁铁需要的最大电流1.5A,那么比例阀的功耗是不是:
P=U.I=24Vx1.5A=36W呢?
假设用24V的开关电源给比例阀供电,如果开关电源的最大输出电流为5A,也即开关电源的功率为120W,那么是不是只能带动3个比例阀呢?
实际上不是的,比例阀的功耗没有36W那么大,比例阀的功耗主要消耗在电磁铁上,要确定比例阀的功耗,需要知道电磁铁的电阻,然后根据公式:
P=I^2xR
比例电磁阀的阻值一般不会非常大,假设为8欧姆,则功耗为:
P=1.5^2×8=18W
那么有人会问,如果电磁铁的阻值为20欧姆呢,那么算下来功耗为45W,比用U.I计算得出的功耗大。实际上这是不可能的,如果电磁铁阻值为20欧姆,电路板供电24V,那么电磁铁不可能得到1.5A的电流,最大电流为24V/20欧姆=1.2A。当然这是极端理想情况下,供电的压降全部落在电磁铁两端。
下图是某型号比例阀的电控原理图:
根据上图可以看出,虽然电路板供电24V,但是电磁铁两端电压不一定是24V,电磁铁需要的是电流,通过PWM得到。对于PWM电路而言,电磁铁是负载,这部分通过UxI计算是可以的,但此时U不是24V。
所以在任何时候,计算功耗用P=I^2xR都是不会错的。
以上功耗是计算的静态功耗,如果比例阀工作在高频状态下,功耗还要大!这是因为线圈阻值还需要考虑感抗的作用,电磁铁运动时切割磁感线,还会产生反电动势,都会增加功耗。
机械反馈的伺服阀也同样如此。假设线圈电阻为80欧姆,额定电流为40mA。如果并联使用,则功耗为:0.064w。
如果串联使用。则功耗为:0.064W。单线圈使用,0.128W。单线圈的功耗比串联和并联的还大了?
以上计算得到的也是阀的静态功率,动态时,需要考虑感抗,样本上一般会给出某频率下的感抗值。