Cuộn Coil Van điện Từ Là Gì? Nguyên Lý Và Phân Loại

Tìm được một cuộn coil van điện từ 24V DC hoặc 220V AC thích hợp cũng rất khó khăn với nhiều người. Chính vì thế mà thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu và nhược điểm của từng loại đang thu hút sự chú ý của nhiều người. Bài viết hôm nay sẽ phần nào giải đáp các thắc mắc về phụ kiện khí nén này.

1. Cuộn coil van điện từ là gì?
2. Nguyên lý làm việc cuộn hút van điện từ
3. Phân loại cuộn coil
   1. Cuộn coil dây quấn
   2. Cuộn coil dây đúc
   3. Cuộn coil van điện từ 24v
      1. Ưu điểm cuộn coil 24v
      2. Nhược điểm cuộn coil 24v
   4. Cuộn coil van điện từ 220v
      1. Ưu điểm cuộn coil 220v
      2. Nhược điểm cuộn coil 220v
      3. Vòng chống rung cuộn hút van điện từ 220V

Cuộn coil van điện từ là gì?

Van điện từ là thiết bị khí nén quen thuộc với nhiều người khi được dùng cho cả hệ thống khí, nước, dầu… Van có thể đáp ứng các yêu cầu tần suất hoạt động cao, liên tục nên được ứng dụng rộng rãi.

Cấu trúc của một van điện từ sẽ được phân chia thành 2 phần đó là: Đầu điện và thân van. Hai bộ phận này được nối kết với nhau thông qua 1 trục. Đầu điện hay coil điện là một bộ phận rất quan trọng.

Nó có dạng hình trụ, màu vàng đồng hoặc đen, có dây để đấu nối trực tiếp với nguồn điện. Nhiệm vụ của nó là sinh ra từ trường khi được cấp điện năng để đóng mở cửa van và giữ dòng điện để giúp van giữ trạng thái làm việc, phục vụ theo nhu cầu của người dùng. Nếu có sự cố xảy ra khiến cuộn hút điện từ không hoạt động thì điều đó có nghĩa van cũng không hoạt động.

Nếu phân chia theo điện năng thì chúng ta có: Coil 24v, coil 12v, coil 220v, coi 110v. Tùy theo quy mô và cấu trúc của từng hệ thống mà số lượng coil van được sử dụng cũng như vị trí lắp đặt sẽ không giống nhau, dao động từ một vài cái đến hàng chục cái.

Nguyên lý làm việc cuộn hút van điện từ

Cuộn hút van điện từ có bản chất giống như một nam châm điện và hoạt động theo nguyên lý:  Một cuộn dây đồng được quấn tròn sẵn ở bên trong. Lõi van là một con trượt được gia công cơ khí chính xác. Lõi van phải có tính từ. Phía ngoài sẽ được bao bọc một lớp vỏ để bảo vệ lõi bên trong và cách điện an toàn với con người.

Khi cấp một dòng điện 24v, 220v hoặc 110v, 12v từ trường được tạo ra sẽ hút hoặc đẩy vật có tính từ, cụ thể ở đây là lõi sắt. Vì thế mà ngoài tên cuộn coil, đầu điện thì có thể gọi là cuộn hút.

Khi ngắt nguồn điện, từ trường được cuộn coil sinh ra sẽ biến mất dẫn đến lực từ cũng sẽ mất và bằng lực lò xo mà lúc này lõi van sẽ trở về vị trí ban đầu.

Phân loại cuộn coil

Cuộn coil dây quấn

Loại này rất thông dụng vì nó có chi phí tương đối rẻ. Thường được sử dụng trong các loại van điện từ có tần suất sử dụng ít và kỹ thuật không quá cao.

Mua ngay tại Shopee

Cuộn coil dây đúc

Loại này là những cuộn dây được thiết kết và chế tạo kỹ càng, rất tốt được sử dụng cho các loại thân van chất lượng cao. Giúp cho van khí nén bền hơn khi sử dụng.

Cuộn coil van điện từ 24v

Với những hệ thống điện 1 chiều thì sử dụng cuộn hút điện từ 24v là hợp lý nhất.

Ưu điểm cuộn coil 24v

Cuộn coil điện từ 24v là đầu điện thông dụng nhất của thiết bị điện 1 chiều, giá trị cơ bản và tiêu chuẩn nhất.

Do dòng điện 24v có giá trị hằng số nên từ trường được tạo ra sẽ liên tục cung cấp cho cuộn hút. Lực điện từ có độ lớn đủ để thắng được lực ma sát và lực lò xo nên sẽ giữ lõi van tại vị trí mở. Khi ngắt điện, lực từ mất, lò xo sẽ đưa lõi van về vị trí ban đầu.

Điểm nổi bật của nó là: Tạo ra sự ổn định của lõi van ở trạng thái giữ. Do điện 24v là điện 1 chiều nên không thay đổi phương cũng như chiều khiến lõi van không bị rung động hay lắc. Điều này sẽ giúp cửa van có thể đóng kín mít và mở toàn bộ.

Tiếp theo cuộn coil này rất thích hợp với những ứng dụng, hệ thống điều khiển. Đa số các hệ thống điều khiển đều sử dụng điện 24v bởi vì an toàn và khi thiết kế hệ thống cũng dễ dàng hơn.

Các tín hiệu cảm biến hành trình, tín hiệu cảm biến tiệm cận, tín hiệu điều khiển van sẽ kết hợp với nhau để tạo nên 1 hệ thống làm việc tự động hóa.

Mua ngay trên Shopee

Nhược điểm cuộn coil 24v

Điều đầu tiên mà TKĐ muốn nói đến đó là khả năng làm việc không tối ưu. Do cuộn coil 24v là một hằng số không thay đổi nên trong mỗi chu kỳ đóng mở làm việc nó không linh hoạt.

Khi bắt đầu làm việc, do lực ma sát nghỉ lớn thì cuộn hút cần tạo ra lực lớn để thắng được lực này nhưng giá trị điện của đầu điện 24v là hằng số.

Khi mà lõi van dịch chuyển thì lực hút lõi do cuộn coil hút sẽ nhỏ đi. Lực này chỉ cần đủ để thắng lực lò xo và lực ma sát trượt nhưng do đầu điện 24v có giá trị hằng số nên lãng phí năng lượng.

Khi van dừng tại vị trí lớn nhất, lực điện từ lại nhỏ nhất vì chỉ cần thắng được lực lò xo nhưng cuộn hút 24v vẫn có giá trị hằng số nên gây ra lãng phí năng lượng.

Bên cạnh đó, đầu điện 24v không cung cấp đủ lực tại thời điểm mở cửa van nên ảnh hưởng không nhỏ đến đặc điểm làm việc.

Cuộn coil van điện từ 220v

Dùng cho các loại van trong hệ thống điện xoay chiều, ta cần có coil điện 220v.

Ưu điểm cuộn coil 220v

Cuộn coil 220v sẽ sử dụng dòng điện xoay chiều 220v có phương và chiều thay đổi liên tục. Nó sẽ gây đến nhiều bất tiện mà chúng tôi đã nói ở trên. Ưu điểm của nó đó là:

+ Khả năng làm việc tốt hơn so với cuộn hút van điện từ 24v. Mọi cuộn coil đều hoạt động theo nguyên lý được nhắc ở phần đầu bài viết này. Cuộn dây đồng được quấn quanh lõi sắt và khi cấp điện, chúng sẽ từ hóa lõi sắt. Lúc này nó sẽ tạo ra từ trường, lực từ sẽ hút các vật bằng kim loại mà cụ thể là lõi van.

Dòng điện sẽ thay đổi theo chu kỳ hình sin. Khi mới cấp điện thì trở kháng sẽ nhỏ do khe hở không khí lớn. Khi lõi bị hút đến gần cuộn điện hơn thì trở kháng tăng lên. Nguyên nhân là do tự cảm cuộn dây tăng.

Như vậy, lúc đầu thì cuộn coil sẽ cung cấp dòng điện lớn nhất để hút lõi thép sau đó tự cảm tăng khiến trở kháng tăng và dòng điện nhỏ lại. Ở vị trí cần giữ, năng lượng điện sẽ giảm do không cần lực quá lớn để thắng lực đàn hồi. Người vận hành có thể tiết kiệm được điện năng tiêu thụ.

Chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy cuộn coil van điện từ 220v sẽ tiết kiệm được tối đa năng lượng điện trong quá trình làm việc. Đầu điện này có khả năng tiêu thụ điện năng và hoạt động phù hợp với đặc điểm năng lượng của hệ.

Nhược điểm cuộn coil 220v

Tương tự như với cuộn coil 24v thì cuộn hút 220v cũng có những nhược điểm mà người dùng cần phải cân nhắc.

+ Mặc dù cuộn hút van điện từ 220v là loại phổ biến nhất nhưng nó lại là loại không ổn định nhất. Sự rung lắc khi sử dụng lâu dài sẽ khiến van bị rò rỉ và thậm chí là các bộ phận lõi van, thân van.

Như chúng ta đã biết, giá trị của dòng điện xoay chiều sẽ theo đồ thị hình sin. Chính vì có 2 lần trong 1 chu kỳ mà giá trị dòng điện về 0 nên lực hút điện từ dùng để hút lõi van do cuộn coil tạo ra cũng về 0. Có những trường hợp, lực hút được tạo ra nhỏ hơn lực đàn hồi của lò xo nên lõi sẽ bị hồi trở lại. Tuy nhiên, bằng mắt thường chúng ta khó nhận ra được bởi 1 dây, nguồn điện xoay chiều sẽ đổi 50 lần.

Điều mà chúng ta có thể cảm nhận được đó là tiếng ồn ro ro và sự rung lắc cực mạnh. Việc dao động trên 50 lần/1s đã khiến tiếng o, rò của van lớn làm không ít người cảm thấy khó chịu mà nếu tiếp xúc lâu dài sẽ gây các bệnh lý về thính giác.

Mới đầu khi hoạt động, van dùng cuộn hút 220v có rung lắc nguyên nhân là do thiết kế. Lúc này lõi của van chưa bị ăn mòn nên van vẫn có khả năng làm kín. Sau 1 thời gian làm việc liên tục, lõi của van bị mòn đi dẫn đến rung lắc mạnh. Lõi không thể bị kín khiến van bị rò rỉ.

Tiếp theo đó chính là tiếng ồn. Đối với các phòng y tế thì tiếng ồn phát ra từ van sẽ không đảm bảo yêu cầu. Những hệ thống khí nén, thủy lực lớn thì tiếng ồn từ số lượng lớn van cùng với piston va đập với ben, tiếng xả khí, rơ le đóng ngắt… chắc chắn sẽ khiến người vận hành đau đầu, không thoải mái.

Vòng chống rung cuộn hút van điện từ 220V

Riêng đối với cuộn hút 220v thì trong cấu tạo sẽ có thêm 1 chi tiết đó là vòng chống rung.

Do cuộn coil khi hoạt động luôn có giá trị thay đổi theo chu kỳ hình sin nên sẽ có 2 lần: 1 khoảng rộng ở xung quanh điểm giá trị 0 và giá trị bằng 0. Với những dòng điện nhỏ thì lực hút lúc này sẽ nhỏ hơn lực đàn hồi của lò xo khiến lõi van bị kéo ngược trở lại. Để tránh tình trạng dòng điện giảm giá trị xuống bằng 0 này, các hãng sản xuất kết hợp chuyên gia, kỹ sư phải có giải pháp mới. Đó là tạo nên 1 sợi dây đồng nhằm tạo nên các trễ pha.

Cuộn dây đồng này sẽ được đặt ở dưới từ trường của cuộn hút lớn khi cấp điện năng. Lúc này, từ trường được chia thành 2 loại khác nhau: Một đi qua vòng nhỏ và một không đi qua.

Phần từ trường đi qua vòng nhỏ sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng. Dòng điện này sẽ sinh ra từ trường làm trễ pha của từ trường đi qua cuộn dây. Sử dụng vòng chống rung này sẽ giúp phân chia từ trường thành 2 từ trường độc lập. Từ trường qua vòng nhỏ sẽ chậm hơn so với từ trường còn lại. Điều này sẽ làm cho giá trị của dòng điện do từ trường sinh ra không bao giờ về 0.Vòng dây đồng này được gọi là vòng chống rung.

Nếu không có vòng dây đồng này thì trong 1 chu kỳ làm việc sẽ xuất hiện 2 lần mà giá trị dòng điện, sau đó lại tăng lên và về 0 theo đúng đồ thị hình sin. Và cứ mỗi lần tăng giảm thì sẽ có sự va đập giữa các lõi thép. Khi có vòng dây, từ trường được tách ra, giá trị dòng điện không thể về 0 nên có thể tránh được tình trạng va đập mạnh.

Sử dụng van điện từ thay cho các loại van cơ khí là một xu hướng đang được đẩy mạnh nhất là trong những năm gần đây. Mỗi một loại cuộn hút sẽ phù hợp và đáp ứng yêu cầu cầu của một số hệ thống nhất định vì thế mà khách hàng cân nhắc để lựa chọn sao cho chính xác nhất. Thủy Khí Điện mong rằng những kiến thức trong bài viết này sẽ hỗ trợ để quý khách có thể đưa ra quyết định chính xác, nhanh chóng nhất.

5/5 (2 bình chọn)