SOLENOIDS AND THEIR APPLICATIONS

Solenoids: An Economical Choice for Linear or Rotary Motion

A solenoid is an electromechanical device that converts electrical energy into linear or rotary mechanical motion. All solenoids include a coil for conducting current and generating a magnetic field, an iron or steel shell or case to complete the magnetic circuit, and a plunger or armature for translating motion. Solenoids can be actuated by either direct current (DC) or rectified alternating current (AC).

Solenoids are built with conductive paths that transmit maximum magnetic flux density with minimum electrical energy input. The mechanical action performed by the solenoid depends on the design of the plunger in a linear solenoid or the armature in a rotary solenoid . Linear solenoid plungers are either spring-loaded or use external methods to restrain axial movement caused by the magnetic flux when the coil is energized and restore it to its initial position when the current is switched off.

Cutaway drawing Figure #1 illustrates how pull-in and push-out actions are performed by a linear solenoid . When the coil is energized, the plunger pulls in against the spring, and this motion can be translated into either a “pull-in” or a “push-out” response. All solenoids are basically pull-in-type actuators, but the location of the plunger extension with respect to the coil and spring determines its function. For example, the plunger extension on the left end (end A) provides “push-out” motion against the load, while a plunger extension on the right end terminated by a clevis (end B) provides “pull-in” motion. Commercial solenoids perform only one of these functions. Figure #2 is a cross-sectional view of a typical pull-in commercial linear solenoid .

Rotary solenoids operate on the same principle as linear solenoids except that the axial movement of the armature is converted into rotary movement by various mechanical devices. One of these is the use of internal lands or ball bearings and slots or races that convert a pull-in stroke to rotary or twisting motion.

Motion control and process automation systems use many different kinds of solenoids to provide motions ranging from simply turning an event on or off to the performance of extremely complex sequencing.

When there are requirements for linear or rotary motion, solenoids should be considered because of their relatively small size and low cost when compared with alternatives such as motors or actuators. Solenoids are easy to install and use, and they are both versatile and reliable.

SOLENOIDES Y SUS APLICACIONES

Solenoides: Una opción económica para el movimiento linear o rotatorio

Un solenoide es un dispositivo electromecánico que convierte energía eléctrica en movimiento mecánico linear o rotatorio. Todos los solenoides incluyen una bobina para conducir corriente eléctrica y generar un campo magnético, un hierro o una malla de acero o carcaza para completar el circuito magnético, y un émbolo o una armadura para traducir el movimiento. Los solenoides se pueden accionar tanto por corriente continua (C.C.) como por corriente alternada rectificada (CA).

Los solenoides se construyen con caminos conductivos que transmiten la máxima densidad de flujo magnético con la mínima aplicación de energía eléctrica . La acción mecánica obtenida por el solenoide depende del diseño del émbolo en un solenoide linear o la armadura en un solenoide rotatorio. Los núcleos lineares pueden ser accionados por carga de resorte o por métodos externos para restringir el movimiento axial causado por el flujo magnético cuando la bobina se energiza y restaurar dicho núcleo a su posición inicial cuando se desconecta la corriente.

El gráfico de corte #1 ilustra cómo son llevadas a cabo las acciones de empuje y tracción realizadas por un solenoide linear. Cuando se energiza la bobina, el émbolo tira hacia adentro contra el resorte, y este movimiento puede ser traducido en una respuesta de tracción o empuje. Todos los solenoides son básicamente actuadores del tipo de tracción, pero la localización de la extensión del émbolo con respecto a la bobina y al resorte determina su función. Por ejemplo, la extensión del émbolo en el extremo izquierdo (el extremo A) proporciona el movimiento del “empuje” contra la carga, mientras que una extensión del émbolo en el extremo derecho provisto de una horquilla (el extremo B) proporciona el movimiento “tracción”. Los solenoides comerciales realizan solamente una de estas funciones. El gráfico #2 es una vista seccionada transversalmente de un solenoide linear comercial de tracción típico.

Los solenoides rotatorios funcionan bajo el mismo principio que los solenoides lineares salvo que el movimiento axial de la armadura es convertido en un movimiento rotatorio por varios dispositivos mecánicos. Uno de éstos es el uso de anclajes internos o rodamientos de bolas y ranuras o recorridos que conviertan un movimiento de tracción en movimiento rotatorio o de torsión.

Los sistemas del control de movimiento y de automatización de proceso utilizan variadas y diferentes clases de solenoides para proporcionar movimientos, que se extienden desde simplemente dar una acción de giro en un sentido o en otro, hasta el desempeño de secuencias extremadamente complejas.

Cuando hay requisitos para el movimiento linear o rotatorio, los solenoides deben ser considerados debido a su costo relativamente bajo y tamaño pequeño en comparación con alternativas tales como motores o actuadores. Los solenoides son fáciles de instalar y de utilizar, además de ser versátiles y confiables.