Встроенный фиксирующий электромагнитный клапан с нулевым энергопотреблением: конструкция с батарейным питанием

Почему обычные электромагнитные клапаны не могут работать от аккумулятора

Стандартная электромагнитная катушка переменного тока на 24 В потребляет где-то между 2 и 8 Вт просто чтобы оставаться открытым. Запустите его непрерывно в течение недели на герметичном свинцово-кислотном или литиевом аккумуляторе, и одна только катушка может разрядить батарею, рассчитанную на месяцы удаленного обслуживания. Умножьте это на десятки клапанов в распределенной системе, и питание от батареи вообще перестанет выглядеть как вариант.

Это физическая стена, не позволяющая зарядить аккумуляторную батарею для большинства электромагнитных клапанов. Обычная конструкция с постоянным питанием требует постоянного тока только для того, чтобы удерживать плунжер в нужном положении, а отключение этой мощности немедленно возвращает его в состояние по умолчанию. Батареи хранят фиксированное, ограниченное количество энергии, и все, что потребляет ток круглосуточно, в конечном итоге разряжает их, независимо от того, насколько велика батарея. Полевые инженеры, которые пытаются использовать стандартные клапаны от аккумуляторных блоков, каждый раз достигают одного и того же потолка: стабильное время работы по техническим характеристикам, разочаровывающее время работы в полевых условиях. Понимание того, как фиксирующие клапаны сокращают потребление энергии соленоидом, объясняет, почему исправление — это не батарея большей емкости, а совершенно другой удерживающий механизм.

Внутри интегрированного фиксирующего электромагнитного клапана сброса с нулевой мощностью

Интегрированный защелкивающийся электромагнитный клапан сброса нулевой мощности был создан, чтобы закрыть именно этот пробел. Вместо того, чтобы полагаться на постоянный ток, он использует короткий импульс для перемещения плунжера в нужное положение, а затем механическая защелка, а не электричество, удерживает его там. Энергия снова поступает только тогда, когда состояние необходимо изменить, поэтому большую часть своей жизни клапан практически ничего не потребляет.

Результирующая удерживающая способность равна Постоянный ток менее 0,05 Вт и переменный ток менее 0,1 Вт , настолько низкий, что едва ли учитывается скорость саморазряда аккумулятора, не говоря уже о его полезной емкости. Нет необходимости рассеивать тепло катушки, нет циклических изменений температуры, изнашивающих изоляцию, а общее потребление энергии снижается. более 90% по сравнению с клапаном с постоянным напряжением, выполняющим ту же работу. Это настоящий ответ на вопрос, почему работа от батареи работает здесь и эффективно нигде больше: ни один другой электромагнитный клапан на рынке не сочетает столь низкую удерживающую нагрузку с таким низким рабочим напряжением, и без этой комбинации поддерживать работу клапана от батареи просто непрактично. Любая другая конструкция на рынке либо нуждается в сетевой розетке, либо рассчитана на время работы, измеряемое днями, а не месяцами. Читателям, которым интересна основная физика, стоит более внимательно изучить основы работы импульсных клапанов с нулевой мощностью. полный спектр моделей запорных клапанов с нулевой мощностью построен по тому же принципу.

Где на самом деле окупается управление с помощью аккумулятора

Управление с помощью батареи имеет значение только там, где прокладка силового кабеля невозможна, и таких мест больше, чем ожидает большинство проектировщиков систем. Удаленные зоны орошения, разбросанные по акрам сельскохозяйственных угодий, беспилотные станции экологического мониторинга и развернутые на местах сенсорные сети — все зависит от клапана, который может работать от батареи месяцами, а не днями. Установки с солнечной энергией выигрывают еще больше, поскольку клапан с таким включенным питанием оставляет гораздо большую часть ежедневного урожая небольшой панели доступной для остальной части системы.

Есть второе преимущество, которое особенно проявляется в таких автоматических развертываниях. Если батарея полностью разряжена или отключена, клапан автоматически возвращается в положение по умолчанию, а не зависает там, где он находился, когда закончилось питание. Для удаленной линии водоснабжения или системы дозирования газа, когда поблизости нет никого, кто мог бы ее проверить, такое поведение с автоматическим сбросом действует как встроенная система безопасности, а не просто функция энергосбережения. Задокументированная модернизация промышленной энергетики с использованием запирающих клапанов с нулевой мощностью демонстрирует ту же логику, применяемую в масштабах предприятия, где десятки клапанов, работающих с общим ограниченным бюджетом мощности, нуждались именно в таком предсказуемом отказоустойчивом поведении.

Создан для быстрой замены, даже при работе от аккумулятора

Все это не имеет значения, если клапан сложно установить. В интегрированном электромагнитном клапане сброса с нулевой мощностью используется стандартная универсальная проводка и интерфейс DIN43650. Такая же схема разъемов уже используется в большинстве существующих установок электромагнитных клапанов, поэтому замена одного из них не требует перемонтажа панели или изменения конструкции корпуса.

Электроника драйвера уже встроена в корпус клапана и инкапсулирована в BMC, поэтому нет необходимости устанавливать отдельную плату драйвера, подавать питание или устранять неполадки. Для системы с батарейным питанием эта деталь имеет дополнительный вес: внешний драйвер сам по себе является еще одним компонентом, потребляющим ток, и еще одной точкой отказа, расположенной между батареей и клапаном. Его удаление устраняет как утечку энергии, так и головную боль с проводкой. Результат в прямом смысле слова «подключи и работай»: вытащите старый клапан, подключите новый через ту же розетку DIN43650, и система в тот же день начнет работать от аккумулятора, причем ни один другой компонент на рынке не может сказать то же самое. Интегрированный драйвер, инкапсулированный в BMC, стоящий за этой установкой, заслуживает более пристального внимания для всех, кто выбирает лампы для своей следующей сборки с низким энергопотреблением.

Разработано и изготовлено компанией Alahot.

Компания Alahot разрабатывает и производит эти клапаны как высокотехнологичный производитель фиксирующих и импульсных электромагнитных клапанов в Китае, интегрируя электромагнитное управление, жидкостную конструкцию и встроенное программное обеспечение собственными силами, а не приобретая компоненты по отдельности. Этот комплексный подход уже привел к поставке ирригационных систем с батарейным питанием, систем управления HVAC с замкнутым контуром и сверхтихих миниатюрных клапанных узлов для медицинских устройств, причем аппаратное и программное обеспечение спроектировано совместно как одна система, а не скреплено болтами. Первые образцы обычно доставляются в течение двух недель, при этом для программ, которым это необходимо, доступна дальнейшая оптимизация.