¿Podemos usar un solenoide de 220 V/60 Hz en un suministro de 220 V/50 Hz?

¿Alguien tiene experiencia con el uso de una válvula solenoide de 50 Hz, 220 VCA para 220 VCA/60 Hz? Definitivamente funcionará, sin embargo, ¿es seguro/confiable a largo plazo?

El modelo de solenoide es la serie ASCO 307, sin embargo, creo que esta pregunta se aplicará a cualquier solenoide/relé.

Respuestas (3)

Con la corriente accionada por solenoide, se deberá a la inductancia + la resistencia de la bobina.

Un punto importante de la respuesta de Andy es que si se produce un aumento significativo de la saturación del núcleo debido a la frecuencia más baja, entonces puede ocurrir una caída sustancial en la impedancia y un aumento en la corriente. Mis siguientes comentarios se aplican SI el núcleo no se satura significativamente más a 50 Hz que a 60 Hz, y es posible que lo haga.

Si el aumento de la saturación es significativo o no, y cómo saberlo:

Los solenoides tienden a tener algún grado de entrehierro debido al cierre mecánico imperfecto en la "cara de contacto" y la existencia de un entrehierro entre el deslizador y el núcleo estacionario. Si se desea, estos espacios de aire pueden diseñarse para que sean muy pequeños, pero normalmente esto no es un requisito importante. El resultado es que los solenoides a menudo pueden ser algo más tolerantes a la saturación del núcleo que los transformadores que no tienen o tienen pequeños espacios de aire bien diseñados.
Pero, esto no es seguro y necesita ser revisado.
Una verificación "bastante fácil" para el aumento de la saturación del núcleo es medir la corriente operada a 50 Hz y el voltaje nominal y comparar esto con el especificado para 60 Hz. Si el aumento es menor que alrededor del 15 al 20%, los efectos que describo a continuación están principalmente involucrados. (Puede calcular la corriente probable sin cambio de saturación utilizando mi procedimiento descrito a continuación). Si el aumento está por encima o muy por encima del 20%, entonces la saturación probablemente se está produciendo de manera significativa. En tales casos, puede ser necesaria una resistencia en serie adecuada que acerque la corriente CA del solenoide al rango deseado.

La corriente a 50 Hz será mayor que a 60 Hz debido a la menor impedancia del inductor. Esto puede ser tanto como 60/50 = 20% más alto, pero será algo menor debido a la resistencia de la bobina. Las pérdidas principales probablemente serán pérdidas I^2R en la resistencia de la bobina y serán hasta un 40% más altas debido al término I^2.

Las pérdidas térmicas adicionales pueden estar bien según la temperatura ambiente, la carcasa y las clasificaciones de los fabricantes. Por lo general, esperaría que esté "probablemente bien, pero puede que no lo esté. Mire la resistencia y la corriente operativa nominal, lo que le mostrará cuál es la resistencia efectiva a la CA y cuánto afecta el inductor a las cosas.

ejemplo inventado.

Voperando = 220 VAC.
Ioperativo = 100 mA.
Rbobina = 1000 ohmios.
Tan efectiva "resistencia de CA" = V/R = 220/0.1A = 2200 ohmios.
La impedancia de la bobina será la suma vectorial de las impedancias R + L.
R_AC_efectivo = 2200 Ohm
R_R = 1000 Ohm
R_AC_coil = sqrt(Zl^2 + 1000^2) = 2200
entonces Zl = sqrt (2200^2 -1000^2) = 1960 Ohms.

Entonces Zl 60 Hz = 1960.
Zl 50 Hz = 50/60 x 1960 = 1633 ohmios.
Rcoil_AC_50Hz = raíz cuadrada (1633 ^ 2 + 1000 ^ 2) = 1914 ohmios de CA.
Incremento = 2200/1914 = 1.15x = 15%.
Incremento de potencia = 1.15^2 = 32%.
Potencia previa en Rl = R x I^2 = 1000 x 0.1A^2 = 10 Watts.
Nueva potencia en Rl ~= 13 Watts.
P: ¿Importa?
R: Probablemente no, pero puede que sí.

Como se indicó anteriormente, si se produce una saturación significativa, el aumento actual será superior a esa cifra.
Si el aumento de corriente es superior al 20 %, definitivamente se está produciendo una saturación (ya que un aumento del 20 % es el máximo con una bobina puramente inductiva y sin saturación).

Se puede agregar una resistencia en serie para reducir la corriente según se desee, con un posible efecto en la operación que debe observarse con valores crecientes de resistencia.

Creo que esta pregunta se aplicará a cualquier solenoide/relé.

NO SE PUEDE suponer que cualquier componente bobinado de CA diseñado para funcionar a 60 Hz funcione correctamente a 50 Hz. La saturación del núcleo es lo más importante aquí. Con la frecuencia más baja, se tomará más corriente y, de hecho, el núcleo puede saturarse significativamente. Esto puede producir demasiado calor y pérdidas que se traducen en una reducción de la vida útil del dispositivo.

Pregúntese por qué alguien que diseña un solenoide para 60 Hz pondría más metal en el núcleo para asegurarse de que funciona bien a 50 Hz. Si la hoja de datos dice que funcionará, entonces ese es otro problema, PERO como consejo general, no puede asumir que funcionará.

Además, a 50 Hz puede comenzar a producir sonidos audibles de 50 Hz: la armadura del solenoide es mecánica y tiene inercia y a 60 Hz puede ser mucho más silenciosa que a 50 Hz.

Buena resaturación de punto (por supuesto). Después de ver su respuesta, agregué una sección bastante larga a mi respuesta sobre la saturación y cómo verificar si es significativa. Una posible "respuesta" a su "¿por qué alguien...?" es que probablemente no lo harían en la mayoría de los casos, PERO la naturaleza de un solenoide con espacios de aire inherentes significa que es probable que funcionen "razonablemente bien" a 50 Hz que la mayoría de los transformadores. | Hace mucho tiempo especifiqué un transformador personalizado para usar en Taiwán con 220 V pero 60 Hz. Dije que era para usar en Taiwán pero no especifiqué el funcionamiento a 60 Hz. La bobinadora del transformador...
... "sabía lo que hacía" y lo haría para una operación de 60 Hz. Cuando se probó en Nueva Zelanda a 50 Hz, se calentó mucho. En Taiwán funcionó correctamente. (Se transportó como equipaje facturado como parte de un probador que construí). Esto fue para probar máquinas de ejercicios capaces de manejar cargas eléctricas de hasta 500 vatios, por lo que probablemente estaba clasificado en el rango de 500 - 750 VA.
@AndyAka, ¿podríamos concluir que ir en la dirección inversa sería seguro, es decir? usando un solenoide de 50 Hz con una potencia de 60 Hz? Hice esa pregunta aquí: electronics.stackexchange.com/questions/642599/…
@Jean-FrançoisBeauchamp Vi esa pregunta y no respondí, pero sí, estaría tentado a creer que estaría bien.

solenoide, tiene un movimiento lineal cuando está energizado. Un solenoide generalmente consta de una bobina y un núcleo de hierro móvil llamado armadura. El suministro eléctrico es principalmente para energizar la armadura para crear un flujo magnético, por lo que su solenoide funcionaría bien.

Dado que el voltaje nominal es igual y la pequeña diferencia es la frecuencia, puede intentar aplicar el suministro de 220 V/60 Hz sin dañarlo. Es posible que haya una pequeña fluctuación debido a una falta de coincidencia de frecuencia