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TECNOLOGIA ELETTROVALVOLE E VALVOLE
00009IT-2005/R01
Ci riserviamo il diritto di modificare caratteristiche e dimensioni senza preavviso. Tutti i diritti riservati.
Elettrovalvole proporzionali
Elettrovalvole Posiflow® ASCO NUMATICS
ASCO NUMATICS propone una vasta gamma di elettrovalvole proporzionali sotto il marchio registrato Posiflow®
1 - Funzionamento proporzionale
La maggior parte delle elettrovalvole funziona sulla base
del “tutto o niente” su 2 posizioni : aperta o chiusa. Le
elettrovalvole proporzionali funzionano invece in modo
progressivo. Variando il segnale elettrico dell’elettrovalvola
proporzionale, la portata del fluido attraverso la valvola può
essere regolata in continuo tra 0 e 100 % della massima
portata nominale.
2 - Costruzione
Per ottenere il funzionamento proporzionale, la testa
magnetica è stata modificata. Le parti nuove, rispetto alla
convenzionale elettrovalvola “tutto o niente”, sono indicate
nella Fig. 1.
3 - Principio di funzionamento (Fig. 2 pagina seguente)
Il coefficiente di portata Kv di una valvola di regolazione
dipende dalla sua apertura (spostamento o corsa «s» del
nucleo all’interno del cannotto). Nelle elettrovalvole proporzionali, la corsa è direttamente proporzionale alla
corrente Is che circola nella bobina.
La forza di attrazione prodotta dalla bobina aumenta con la
corrente Is e la forza di reazione aumenta quando la molla
superiore viene compressa :
- Se la corrente è inferiore a Io, la valvola resta chiusa.
- Se la corrente aumenta oltre Io, la forza di attrazione
magnetica è superiore a quella della molla e il nucleo
inizia a muoversi. Il movimento del nucleo comprime la
molla e continua fino al raggiungimento di una posizione
bilanciata. La variazione di corrente sposta il nucleo fino
a quando i due valori sono equilibrati.
Agendo sulla vite di regolazione, la forza della molla viene
aumentata o ridotta. Ciò consente di compensare le tolleranze impostate in fabbrica e ottenere caratteristiche di
portata identiche.
4 - Alimentazione elettrica
L’elettrovalvola proporzionale Posiflow® può essere comandata in continuo variando la corrente Is della bobina. Questa
corrente viene regolata variando la tensione di alimentazione
della bobina.
La tensione della bobina può essere derivata :
- da una semplice alimentazione 0-24 V CC,
- da un’alimentazione a modulazione dell’ampiezza d’impulso.
Per mantenere un’elettrovalvola in una determinata posizione, la corrente circolante nella bobina Is deve essere
mantenuta tra 100 mA (I0) e 500 mA (Imax.).
5 - Tempi di risposta
Il tempo di risposta delle elettrovalvole proporzionali è nell’ordine di qualche millisecondo. Reagiscono in modo molto
rapido alle variazioni del segnale elettrico in ingresso.
Il tempo di risposta dinamica fornisce un’indicazione sulle
caratteristiche dinamiche di un’elettrovalvola proporzionale.
Indica il tempo che trascorre dal momento in cui si verifica
un cambiamento di segnale elettrico in ingresso e quello in
cui il nucleo mobile raggiunge la sua nuova posizione. Per le
elettrovalvole proporzionali, questo tempo è generalmente
nell’ordine di 25-60 ms.
Parti nuove
Vite di regolazione
Nucleo fisso
Bobina
Molla
Anello intermedio
Cannotto
Nucleo
mobile
Fig. 1
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V020-1
A
Elettrovalvole proporzionali - TECNOLOGIA ELETTROVALVOLE E VALVOLE
3
2
Q
max
Portata (Q)
6
Queste caratteristiche di regolazione della portata sono
strettamente connesse. Sono il risultato di numerosi fattori
indicati di seguito in ordine di importanza :
- la conversione del segnale elettromagnetico (isteresi
elettromagnetica),
- la frizione tra le parti statiche e quelle mobili,
- il gioco nell’interazione meccanica tra il nucleo mobile e
la sede valvola, e
- le variazioni della pressione differenziale (ΔP).
Ripetitività
La deviazione delle portate è chiamata ripetitività.
7 - Caratteristiche delle elettrovalvole proporzionali
- Sistema di comando a circuito chiuso - La possibilità di
comandare le elettrovalvole attraverso dei segnali elettrici
provenienti da sensori consente l’impiego in numerose
applicazioni con sistemi di comando a circuito chiuso per
il controllo dei fluidi.
- Caratteristiche di sicurezza - In caso di mancanza di
corrente o di interruzione dell’alimentazione elettrica,
l’elettrovalvola si chiude immediatamente - un fattore di
sicurezza molto importante.
- Lunga durata, ridotta manutenzione - Gli operatori proporzionali hanno una sola parte mobile, il nucleo mobile,
provvista di due anelli di guida di alta precisione in PTFE
armato.
8 - Unità di comando elettronica (Fig. 3)
L’unità di comando elettronica ASCO NUMATICS rappresenta una soluzione pratica per comandare un’elettrovalvola
Posiflow®. Questa unità accetta i segnali standard provenienti da tutti i moderni sistemi di comando. La tensione di
alimentazione della bobina è regolata mediante modulazione
dell’ampiezza d’impulso. L’unità comprende una funzione che
consente di mantenere costante la corrente della bobina, ad
uno specifico segnale, indipendentemente dalle variazioni
nella resistenza dell’avvolgimento bobina o nella tensione
di alimentazione.
L’ampiezza d’impulso è determinata dal segnale di comando
Ui (Ii) (in tensione o in corrente).
Possono essere selezionati i seguenti segnali di comando:
. 0 - 10 V CC
. 4 - 20 mA
. 0 - 20 mA
1
4
7
24
5
0
Is
0
I0
1
2
I max
Segnale elettrico in ingresso (I)
Aumento corrente bobina
Zona di flusso lineare
Fig. 2
5 Sensibilità inversa
6
Linearità di portata
3
Riduzione corrente bobina
7
Sensibilità
4
Isteresi
8
Soglia
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V020-2
Tensione
8
U (V)
I/F
Ugem 6V
1
2
24
0
Ugem 12V
1
2
24
0
Ugem 18V
1
2
24
Ugem 24V
0
1
2
t (m/sec)
Corrente bobina (~ forza magnetica)
Fig. 3
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6 - Caratteristiche di regolazione della portata (Fig. 2)
Proprietà che caratterizzano una curva di flusso :
Linearità
Le curve caratteristiche mostrano in genere una curvatura
su ambedue le estremità. Sono lineari nella parte centrale
della curva (zona di lavoro). La (non-)linearità esprime la
deviazione dalla curva di portata effettiva della linea retta
teorica (espressa in percentuale all’interno di una determinata fascia lineare della curva).
Isteresi
Differenza tra due portate per lo stesso valore di segnale
elettrico in ingresso, a seconda che il valore impostato sia
stato raggiunto «da sotto» (aumentando il segnale elettrico
in ingresso) o «da sopra» (riducendo il segnale elettrico in
ingresso). L’isteresi è espressa in percentuale della portata
massima.
Soglia
Segnale elettrico in ingresso necessario per provocare una
portata significativa partendo da una posizione di riposo.
La soglia è espressa in percentuale del massimo segnale
elettrico in ingresso.
Sensibilità
Variazione del segnale elettrico in ingresso, necessaria per
produrre un cambiamento percettibile di portata, quando
una valvola, dopo un arresto, viene spostata nella direzione impostata. La sensibilità è espressa in percentuale del
valore massimo del segnale elettrico in ingresso.
Sensibilità inversa
Variazione del segnale elettrico in ingresso, necessaria per
produrre un cambiamento percettibile di portata, quando
la valvola, dopo un arresto, viene spostata nella direzione
opposta a quella impostata. La sensibilità inversa è espressa
in percentuale del valore massimo del segnale elettrico in
ingresso.