액추에이터·솔레노이드 Q&A

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  남영빈 (2015-07-14 16:29:42, Hit : 1411
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 온도변화에 따른 자성체 특성 변화 및 잔류자속 문의

안녕하십니까
가변용량 컴프레서의 압축용량을 제어하는 비례제어 솔레노이드 밸브를 개발 중에 있습니다.
DC12~16V 범위에서 0~1 A 의 전류제어 방식이며, 플런저 및 코어 형상 설계 등은 마친 상태입니다.
컴프레서의 특성상 개발 중인 솔레노이드는 고온고압의 환경에서 작동하게 되는 데,
온도상승에 따른 저항상승을 보상하도록 가변전압을 인가하여 전류를 제어하므로,
저항상승에 따른 기자력의 감소는 염두에 두지 않고 개발 중에 있습니다.
현재, 제작된 시제품을 실제 컴프레서에 조립하여 벤치시스템에서 테스트 중이며,
입력전류를 0[A]->1[A]->0[A] 로 Sweep (전류 증가 30분, 감소 30분) 함에 따른 유량 변화, 컴프레서의 토출압력(Pd), 흡입압력(Ps) 의 변화를 확인하고 있습니다.
전류에 따라 밸브의 변위가 비례제어 될 시, 유량 및 흡입압력 역시 전류에 비례제어 되어야 이상적인 밸브의 작동성능을 보인다고 할 수 있습니다.
그런데, 컴프레서의 내부 온도 변화에 따라, 전류에 따른  Ps(흡입압력) 의 히스테리시스가 영향을 받는 것 같아 질문 드립니다.
첫째, SUM24L 의 자기적 특성이 온도변화 (-40℃~120℃) 에 영향을 받아 변할 수 있는지요,
두번째, 30분간 0에서 1A로 전류를 변화시켜 밸브를 전진시키고 다시 30분간 1A에서 0A로 전류감소를 통해 밸브를 서서히 후진시키는 시험을 2번 반복하여 테스트를 진행할 시, 밸브가 최대 전진 변위에 도달할 때의 전류가 0.8 A, 후진 작동을 시작할 때의 전류가 0.7A 라면, 최대전진 변위에 도달할 때의 전류값과 후진 작동을 시작할 때의 전류 값의 차이가 플런저와 코어 간의 잔류자속에 의해 발생할 수 있는 지요,

마지막으로, 밸브가 후진 시작 직후에는 전류에 따른 Ps 변화의 기울기가 완만한 구간이 발생하는데 이 것 역시 플런저 및 코어의 잔류자속에 의한 현상이라 해석할 수 있겠는지요
참조하시길 바라며 테스트 결과를 첨부하오니, 고수님들의 답변 기다리겠습니다.



관리자 (2015-07-14 21:39:27)
1. 온도변화에 따른 자기적 특성 변화는 거의 없습니다.

2. 직류 솔레노이드 밸브의 경우
   전류량은 코일저항과 입력전압으로 결정이 나며 자속과는 상관이 없습니다.
   정전류 회로를 사용하시는 듯 한데 전류의 차이가 발생한다는 것은
   정전류회로가 저항의 변화를 따라가지 못하는 듯 합니다.

3. 솔레노이드 액추에이터에 사용하는 연자성체는 자속의 히스테리시스 특성을 가지고 있습니다.
   또한 액추에이터와 밸브가 결합되어 있으므로 유압에 의한 영향도 같이 검토 하세요.
남영빈 (2015-07-15 10:50:35)
답변 감사드립니다.
테스트 raw data 를 보게 되면 온도변화에 따라 전압이 가변되어 저항변화를 보상하는 정전류회로가 맞는 듯합니다.
테스트 시 자동저장되는 raw data에는  입력 전압과 전류의 측정값이 포함되며, 이를 통해 저항값을 계산하고 있는 상황입니다. 실제 저항변화를 정전류회로가 따라가지 못할 가능성도 있는 것 같은데, 그렇다면 이를 확인할 수 있는 방법이 있을까요.
또한 전류량의 차이와 잔류자속에 관해 드린 질문의 요지는
쉽게 말해서, 전류상승구간이든 감소구간이든 0.7A 에서의 기자력은 동일하여 플런저와 코어간 흡인력이 동일하고 따라서 밸브의 변위도 같은 것이 이상적일 텐데, 전류상승 시(밸브는 전진)의 0.7A 에서 밸브의 변위와 전류감소 시(밸브는 후진)의 0.7A에서의 밸브의 변위가 다른듯하여 이것이 플런저와 코어의 잔류자속에 의해 밸브 전진방향으로의 Force가 형성되어 나타나는 현상일 수 있는지 여쭤보는 것입니다.
관리자 (2015-07-15 14:00:43)
1. 전류 확인
- 액추에이터에 전원이 인가되는 선에 전류계를 달아서 측정하시면 됩니다.

2. 전류량 차이
- 상황을 모르는 상태에서 게시글로만 확인하다 보니 잘못 이해를 한 듯 합니다.
- 올라갈때와 내려올때 동작 전류량이 다른 것은 여러이유가 있겠지만
   가장 큰 인자는 연자성체의 자기이력 현상입니다.
   동일한 전류라고 하더라도 올라갈때와 내려올때 발생하는 자속량이 다릅니다.
   연자성체의 BH 곡선을 확인하세요.
   H 는 전류에 비례하고 B 는 자속량에 비례한다고 생각하시면 됩니다.
  
하이에나 (2015-07-20 11:45:36)
혹시 external control valve 를 개발 하시는 것 같은데..
일단 질문이 sol 에 국한 되네요...
data 를 보내 다른 영향 인듯 한데요....
남영빈 (2015-07-20 17:36:39)
하이에나 님 답변 감사합니다.
액추에이터 까페다 보니 솔레노이드 자체에 포커스를 맞추어 질문을 드리긴 했습니다만, data 상으로 확인되는 다른 영향이라면 어떤 요인이 가장 유력한 것 일까요..
관리자 (2015-07-20 23:32:12)
하이에나 님의 글처럼
솔레노이드 액추에이터의 자기력에 의한 영향 이외에
밸브 구동자에 영향을 미치는 힘들도 검토를 해야 할 듯 합니다.

자기력을 제외하면 스프링력과 유체력이 큰 영향을 미치게 되는데
스프링력의 경우 선형성과 히스테리시스 특성이 좋기 때문에 유체력이 더 의심 갑니다.
하이에나님 또 다른 인자가 있으면 의견 부탁드립니다.
하이에나 (2015-08-11 19:23:52)
우선 Valve 구조를 어떻게 설계하셨는지를 알아야 하는데....
Diaphragm type 인가요 ?
Bellows Type 인가요 ?
남영빈 (2015-08-27 08:51:18)
답변이 늦었습니다. Bellows type 개발중입니다.
하이에나 (2015-09-09 12:12:26)
sol 은 규정된 spec 이므로 다른 쪽에서 원인을 찾아야 할 듯 싶습니다.
델파이 向 인지요? 아님 두원 or 한라 ?

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