액추에이터·솔레노이드 Q&A

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  bj (2011-11-17 13:57:30, Hit : 6303
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 솔밸브 발열 문제..


회사에서 사용중인 솔밸브에 열이 무척 납니다.
첨부한 사진처럼 케이스가 녹아 내릴 정도 입니다.

기계관리 하시는 분 말씀으론 6개월에 한번씩 녹아버린 부분만 바꾸어 준다고 합니다.

어떻게 하면 말썽없이 사용할 수 있을까요?

솔레노이드는 220볼트에 C2라고 표기되어 있습니다.




이수형 (2011-11-17 16:39:55)
기본적으로 Coil에 전류가 인가되면 발열이 발생하죠..어느부분에 사용되는 솔밸브인지는 모르나 설계 당시 분명 사용용도에 맞게 설계가 되었겠지요.
그러니 케이스는 녹아도 coil 손상은 없는거 같군요.
기본적으로 설계 사양을 변경하여 발열을 줄일수는 있으나  사용용도에 맞지않을수 있으니 녹아내리는 케이스의 재질변경을 하셔야 할듯합니다. 지극히 개인적인 생각입니다.
우경섭 (2011-11-17 19:10:21)
다음부터는 실명으로 질문해주시면 감사하겠습니다.
교류용 밸브인데 6개월에 걸처서 손상이 되었다고 보기는 어렵습니다.

일시적으로 과전압이 들어가는 상황이 아니라면 유체에 이물질이 걸리거나 해서 플런저가 코아에 붙을때 에어갭이 있는게 아닌가 생각됩니다.
교류형은 모래알 정도 크기의 이물질이 걸려도 전류가 상승되어 코일이 탑니다.
이런 원인이라면 직류형 밸브로 바꾸어 주시면 코일이 타지는 않을겁니다.
bj (2011-11-19 11:50:03)
저 실명 입니다.
에어갭을 없에려면 어떻게 해야 하는지요?
직류형 밸브로 바꾸어야 한다면 대치품이 어떤게 있을까요?(용량, 사이즈,..)
제가 초보이고 일하는 곳이 외국이라 여러모로 어려움이 있습니다.
그리고 케이스가 아니라 코일이 감겨져 있는 부분입니다. 전문용어는 모르겠군요..
윤홍현 (2011-11-26 10:49:28)
우경섭 회원님의 답변을 보고 질문을 좀 드려도 될까요?
답변중에서 유체에 이물질이 걸리면 어떠한 영향으로 전류가 과도하게 걸리게 되는 건지 알고싶습니다.
우경섭 (2011-11-26 20:37:00)
http://blog.naver.com/pyj27892/20026771721
마침 헬리오스님의 블로그에 자세한 답변이 있어서 복사해 왔습니다.
감사합니다.

솔레노이드에서 발생하는 열은 크게 두가지가 있습니다.
하나는 코일에 흐르는 전류 때문에 발생하는 열이고, 다른 하나는 솔레노이드의 자기회로를 이루는 자성체에서 와전류(맴돌이전류) 때문에 발생하는 열이 있습니다.
둘 중에서 특히 문제되는 것은 코일에서 발생하는 열 입니다.
코일에서 발생하는 열은 코일에 흐르는 전류의 제곱에 비례하기 때문에 솔레노이드가 동작할 때 흐르는 전류값을 정확하게 예측하는 것이 중요합니다.
이때 솔레노이드의 코일에 흐르는 전류값을 계산하기 위하여 회로이론의 수식을 근거로 설명하면 다음과 같습니다.

솔레노이드를 회로이론에서 표시할 때는 저항과 인덕턴스가 직렬로 연결된 RL 회로로 등가시킬 수 있습니다.

직류 솔레노이드의 경우 전류값은 I = V / R 를 사용해서 바로 계산이 가능하기 때문에 문제가 될 것이 없습니다.
하지만 교류 솔레노이드의 경우 전류값은 코일의 저항대신에 솔레노이드의 임피던스 값을 사용하여 다음 식으로 계산이 되어 집니다.

Imax = Vmax / Z (여기서 Imax 는 최대전류값 이다.)

위식을 RL 회로의 전류값 식으로 상세하게 유도하면, Imax = Vmax / sqrt(R^2+(XL)^2) 으로 표현 됩니다.

여기서 유도 리엑턴스(XL) 는 XL = 2πfL 이고 f 는 주파수, L 은 솔레노이드의 인덕턴스 값 입니다.

여기서 인가전압, 주파수(50 or 60Hz), 코일저항값은 일정하지만 불행하게도 인덕턴스 값은 일정하지 않아 교류 솔레노이드의 전류값 계산이 간단하지 않습니다.
특히, 솔레노이드의 인덕턴스 값은 솔레노이드의 동작 중에 여러가지 인자에 의해 변하고 있어 문제가 되고 있습니다.
예를 들어 교류 솔레노이드 밸브가 오픈된 상태로 고정된다면 솔레노이드의 공극(Airgap)이 커져(=이물질이 끼어서) 인덕턴스 값이 떨어지게 되고 이로 인해 전류값이 상승하여 코일이 타버리는 경우가 발생 합니다.
또한 다른 예로는 입력되는 교류의 주파수가 바뀔 때도 인덕턴스의 변화로 인해 전류값이 변화하기 때문에 문제가 되고 있습니다.

인덕턴스 값에 영향을 미치는 인자들을 열거하면,
1. 인가 주파수 (50 or 60 Hz)
2. 자성소재의 자기특성
3. 자기회로의 형상
4. 코일의 회전수
5. 기타 등등
윤홍현 (2011-11-29 09:31:09)
네 답변 감사드립니다.

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