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TECNOLOGÍA DE LAS ELECTROVÁLVULAS Y VÁLVULAS
00009ES-2005/R01
Las especificaciones y dimensiones pueden ser modificadas sin previo aviso. Todos los derechos reservados.
Electroválvulas proporcionales
Electroválvulas Posiflow® ASCO/JOUCOMATIC
ASCO/JOUCOMATIC comercializa una gama de
electroválvulas proporcionales bajo la marca registrada
Posiflow®
1 - Acción proporcional
La mayoría de las electroválvulas funcionan en “todo o
nada” en 2 posiciones: abierta o cerrada. Las electroválvulas
proporcionales funcionan de manera progresiva. Haciendo
variar la señal eléctrica de una electroválvula proporcional,
el caudal del fluido que circula a través de la válvula puede
ser regulado de forma continua de 0 a 100 % del caudal
máximo nominal.
2 - Construcción
Para obtener un funcionamiento proporcional, se modifica
la cabeza magnética. Comparada con una electroválvula
clásica “todo o nada”, las piezas específicas se indican en
la Fig. 1.
3 - Principio de funcionamiento (Fig. 2 página siguiente)
El coeficiente de caudal Kv de una válvula de regulación
depende de su apertura (expresada por el desplazamiento o carrera «s» del núcleo al interior del tubo). En una
electroválvula proporcional, la carrera es directamente
proporcional a la corriente Is que circula en la bobina.
La fuerza de atracción producida por la bobina aumenta
con la corriente Is y la fuerza de reacción aumenta cuando
el resorte superior está comprimido :
-S
i la corriente es inferior a Io, la válvula permanece
cerrada.
-S
i la corriente aumenta por encima de Io, la fuerza de
atracción magnética se vuelve superior a la del resorte,
y el núcleo se desplaza. El movimiento del núcleo comprime el resorte. El movimiento continua hasta obtener
una posición de equilibrio. Cualquier variación de la
corriente desplaza el núcleo hasta que las dos fuerzas
estén en equilibrio.
Girando el tornillo de regulación, para compensar las tolerancias de fabricación y obtener características de caudal
idénticas, se puede aumentar o reducir el esfuerzo del
resorte.
4 - Alimentación eléctrica
Una electroválvula proporcional Posiflow® puede ser pilotada
de forma continua variando la corriente Is en la bobina. Esta
corriente se regula haciendo variar la tensión de alimentación de la bobina.
La tensión de la bobina se puede obtener :
- de una alimentación simple 0-24 V CC,
- de una alimentación de modulación de la anchura de
impulsión.
Para mantener la electroválvula en una posición dada, debe
mantenerse la corriente circulante en la bobina Is , entre 100
mA (I0) y 500 mA (Imáx.).
5 - Tiempo de respuesta
El tiempo de respuesta de las electroválvulas proporcionales
es del orden de algunos milisegundos. Éstas reaccionan
muy rápidamente a las variaciones de la señal eléctrica
de entrada.
El tiempo de respuesta dinámico informa sobre las características dinámicas de una electroválvula proporcional. Indica
el lapso de tiempo entre el instante en el que se produce
un cambio en la señal eléctrica de entrada y en el que el
núcleo alcanza su nueva posición. Para las electroválvulas
proporcionales, este tiempo es generalmente del orden de
25 a 60 ms.
Piezas específicas
Tornillo de
regulación
Culata
Bobina
Resorte
Tope amagnético
Tubo
Núcleo
Fig. 1
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V020-1
A
Electroválvulas proporcionales - TECNOLOGÍA ELECTROVÁLVULAS Y VÁLVULAS
Q
3
2
max
Caudal (Q)
6
Estas características de regulación del caudal están estrechamente relacionadas. Son el resultado de cierto número
de factores expresados por orden de importancia :
- la conversión de la señal electromagnética (histéresis
electromagnética),
- el rozamiento entre las piezas estáticas y móviles,
- el juego en la interacción mecánica entre el núcleo y el
asiento y,
- las variaciones de presión diferencial (∆P).
Variación
El intervalo de caudales se denomina la variación.
7 - Características de las electroválvulas proporcionales
- Sistema en bucle de mando cerrado - La posibilidad de
dirigir las electroválvulas a la mitad de la señal eléctrica
proveniente de captadores, permite su utilización en múltiples aplicaciones con sistemas lógicos de bucle cerrado
para el pilotaje del fluido.
- Corte de alimentación - En caso de corte de corriente o interrupción de la señal eléctrica de entrada, la electroválvula
se cierra inmediatamente, lo que representa un factor de
seguridad muy importante.
- Larga duración, poco mantenimiento - En una cabeza
magnética proporcional solamente el núcleo está en movimiento. Éste está equipado con dos anillos de guiado
de PTFE armado de alta precisión.
8 - Caja de pilotaje electrónica (Fig. 3)
La caja de pilotaje electrónica ASCO/JOUCOMATIC es un
medio muy práctico para pilotar una electroválvula Posiflow®. La caja acepta las señales standard provenientes
de los sistemas de mando. La tensión de alimentación de la
bobina está regulada mediante una modulación de anchura
de impulsos. La caja está integrada por una función de
mantenimiento de la corriente de la bobina para una señal
dada, independientemente de las variaciones de la resistencia de enrollamiento de la bobina o de las variaciones
de la tensión de alimentación.
La anchura de impulsión se determina por la señal de mando
Ui (Ii) (en tensión o en corriente).
Señales de mando que pueden ser seleccionadas:
. 0 - 10 V CC
. 4 - 20 mA
. 0 - 20 mA
1
4
7
24
5
0
Is
0
I0
1
I max
Señal eléctrica en la entrada (I)
Aumento de la Corriente bobina
Fig. 2
5 Sensibilidad inversa
2
Zona de caudal lineal
6
Linearidad de caudal
3
Reducción de la Corriente bobina
7
Sensibilidad
4
Histéresis
8
Umbral
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V020-2
Tensión
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)
Corriente bobina (~ fuerza magnética)
Fig. 3
00009ES-2005/R01
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6 - Características de regulación del caudal (Fig. 2)
Propiedades que definen las características funcionales :
Linearidad
Los cuadros de caudal se curvan generalmente en los extremos. Son lineales en la parte central de la curva (zona de
trabajo). La línea punteada expresa la (no- ) linearidad, es
decir, la desviación de la curva de caudal real con respecto
a la línea recta teórica (expresada en forma de porcentaje
para un intervalo lineal dado de la curva).
Histéresis
Diferencia entre dos caudales para un mismo valor de señal
eléctrica de entrada. Uno de los dos valores de caudal se
alcanza subiendo (aumento de la señal eléctrica de entrada) el otro descendiendo (reducción de la señal eléctrica
de entrada). La histéresis se expresa en porcentaje de
caudal máximo.
Umbral
Señal eléctrica de entrada necesaria para provocar un
caudal significativo a partir de una posición de reposo.
El umbral se expresa en porcentaje de la señal eléctrica
máxima de entrada
Sensibilidad
Variación de la señal eléctrica de entrada necesaria para
producir un cambio perceptible del caudal. Esta se caracteriza por la reanudación del movimiento del núcleo, en
una determinada dirección, después de una parada. La
sensibilidad se expresa en porcentaje del valor máximo de
la señal eléctrica de entrada.
Sensibilidad inversa
Variación de la señal eléctrica de entrada necesaria para
provocar un cambio perceptible del caudal. Esto se caracteriza por la reanudación del movimiento del núcleo en
sentido contrario a una determinada dirección, después de
una parada. La sensibilidad inversa se expresa en porcentaje
del valor máximo de la señal eléctrica de entrada.