Kuinka karruna -solenoidiventtiilien kelojen virrankulutus vaihtelee kelan jännitteen ja koon mukaan, ja mitä vaikutuksia tällä on järjestelmän energiatehokkuuteen?

Korkeammille jännitteille suunnitelluilla keloilla on suurempi sisäinen vastus pidempien tai ohuempien lankojen käämien takia, mikä johtaa alhaisempaan virran vetoomukseen ja asteittaiseen lämmönkerrokseen. Päinvastoin, pienijännitekällot (esim. 12 VDC) vaativat enemmän virtaa saman magneettikentän lujuuden tuottamiseksi, mikä johtaa suurempaan hetkelliseen virrankulutukseen. Kelakokolla on myös avainrooli: suuremmat kelat, joissa on enemmän käämityskerroksia tai paksumpi mittarilanka, vaativat luonnollisesti enemmän sähköenergiaa ytimen magnetouttamiseksi kokonaan ja magneettisen vuon tiheyden ylläpitämiseksi ajan myötä. Esimerkiksi 12 V: n tasavirtakela voi kuluttaa 18–24 W: n inrush -tehoa, kun taas 24 V DC -ekvivalentti saattaa kuluttaa vain 12W samaan sovellukseen suuremman vastus- ja vähentyneen virran virtauksen vuoksi.

Solenoidikelan toimintasykli koostuu inrush -vaiheesta ja pitovaiheesta. INRUSH -voima on korkeampi ja tapahtuu toimintahetkellä, kun taas pitovoima on alhaisempi ja edustaa energiaa, jota tarvitaan solenoidin ylläpitämiseksi sen aktivoituneessa tilassa. Puolesta Kelanoidiventtiilien kelat , pienemmät kelat täydentävät usein inrushia ja asettuvat pitotilaan nopeammin, mikä johtaa lyhyeen, mutta voimakkaaseen energiankulutukseen, kun taas suurempien kelojen stabilointi voi viedä kauemmin, mutta ne käyttävät lämpötehokkaammin ajan myötä paremman lämmön hajoamisen vuoksi. Jatkuvalle velvollisuudelle (100% ED) suunnitellut kelat on optimoitu minimoimaan virrankulutus pitämisen aikana vähentämällä virtaa säilyttäen samalla magneettisen lujuuden, usein piirin suunnittelun parannusten, kuten pulssin leveyden modulaation (PWM) avulla.

Järjestelmätasolla kokonaisenergiatehokkuus riippuu toiminnassa olevien venttiilien lukumäärästä, käyttöjaksosta ja kelan virran kestosta. Suurten tiheyden hydraulisissa tai pneumaattisissa järjestelmissä, joissa useita solenoidiventtiilejä tehdään samanaikaisesti, jopa pienet virrankulutuksen erot kelaa kohti voivat johtaa merkittävään kumulatiiviseen energian piirtämiseen, lisääntyneisiin virtalähdevaatimuksiin ja korkeampiin toimintakustannuksiin. Esimerkiksi 10 W: n arvolla 10 W: n kelajen käyttäminen 10W: n sijasta voi kaksinkertaistaa virtalähteen kuorman ja lisätä lämmönlähtöä, mikä mahdollisesti vaatii lisäjäähdytysratkaisuja. Liiallinen energiankulutus myötävaikuttaa kelan eristyksen nopeampaan hajoamiseen ja lyhennetyn käyttöiän lyhentymiseen, ellei sitä hallita oikein.

Suurempi virrankulutus johtaa enemmän sisäiseen lämmöntuotantoon, joka on hävitettävä lämmön heikkenemisen välttämiseksi. Tämä ei vain vaikuta energiatehokkuuteen, vaan vaikuttaa myös komponenttien pitkäikäisyyteen ja turvallisuuteen. Suuremmat tai vähemmän tehokkaat kelat voivat tuottaa enemmän lämpöä, joka vaatii jäähdytyselementtien, tuuletettujen koteloiden käyttöä tai suorituskyvyn aiheuttamista korkeissa ympäristön lämpötiloissa. Nykyaikaiset kelakuviot yrittävät optimoida käämitysasettelun ja magneettisen piirin geometrian vähentämään I²R (resistiivisiä) häviöitä ja maksimoimaan energian muuntamisen tehokkuutta, vähentäen siten lämmön kertymistä ja pidentämistä käyttöikää.

Energiatehokkaiden järjestelmämallien saavuttamiseksi käyttäjät valitsevat kelat jännitteen standardoinnin, optimoitujen virrankulutuksen ja lämmön suorituskyvyn perusteella. Matalatehoiset tai lukituskelavariantit voidaan määrittää energian käytön vähentämiseksi pienissä tai akkukäyttöisissä sovelluksissa. Sovelluksissa, jotka vaativat pidennettyjä pidätysaikoja, insinöörit voivat valita matalaviivaiset kelat, joissa on integroituja ekonomisoijapiirejä, tai kaksoiskäytöksen malleja, jotka vähentävät virtaa alkuperäisen käytön jälkeen. Oikean jännitevariantin valitseminen (esim. 24 VDC vs. 12VDC) järjestelmän suunnittelun mukaisesti vähentää muuntohäviöitä ja parantaa energian kokonaistehokkuutta.