Test su solenoidi
I test sui solenoidi sono utilizzati nella ricerca e nello sviluppo di attuatori elettromagnetici, nonché nei processi di produzione o durante le ispezioni delle merci in arrivo.
Non esistono standard internazionali per le prove sugli elettromagneti che specifichino le prestazioni e la valutazione dei test caratteristici sui componenti elettromagnetici. Lo standard tedesco DINVDE 0580 descrive i test tipici su questi componenti. I test comprendono anche una prova di isolamento, la misurazione della resistenza della bobina e una prova di conduttività.
Cosa sono gli attuatori elettromeccanici Test Curva caratteristica forza-corsa Curva caratteristica forza-corrente Curva caratteristica corrente-corsa Macchine di prova
Cosa sono gli attuatori elettromeccanici
Gli attuatori elettromagnetici sono dispositivi che convertono l'energia elettrica in energia meccanica. La corrente elettrica scorre attraverso una bobina di eccitazione dell'elettromagnete, generando così un campo magnetico. Questa forza di attrazione agisce sul nucleo mobile e mette in funzione un movimento meccanico.
Grazie alla loro semplicità di progettazione e alla lunga durata di servizio, gli attuatori elettromagnetici offrono un'ampia gamma di soluzioni per diversi requisiti tecnici. Le loro applicazioni spaziano dalla tecnologia automobilistica
e meccanica generale alle unità di controllo idrauliche e pneumatiche, all'ingegneria di precisione, alla tecnologia abitativa e alla tecnologia medicale.
Le caratteristiche principali sono l'elevata sicurezza di funzionamento, la lunga durata di servizio, l'alta efficienza e il buon rapporto volume/prestazioni. Le specifiche per lo sviluppo degli attuatori elettromagnetici sono efinite da una serie di vincoli: il comportamento della forza e del movimento dipende dall'applicazione e dalle condizioni ambientali (temperatura, clima, protezione dalle esplosioni), l'alimentazione (tensione, corrente massima) e la dissipazione di energia (energia di spegnimento), nonché lo spazio di installazione disponibile.
Prove su attuatori elettromagnetici
Gli attuatori elettromeccanici vengono testati per diversi scopi.
- Prove nel campo della ricerca e dello sviluppo
Nel laboratorio di sviluppo, le proprietà (curve caratteristiche) dell'attuatore elettromagnetico ricavate dalle simulazioni al computer vengono verificate utilizzando prototipi e serie di campioni, e vengono effettuate ottimizzazioni finché i valori caratteristici del magnete non soddisfano i requisiti. In questa fase si determinano anche le sequenze di test e i parametri utilizzati per il controllo di qualità. - Test al integrati nella produzione 100% per i produttori di attuatori elettromagnetici
Nella produzione, la qualità di ogni processo produttivo, di ogni componente installato (ad esempio, la bobina di eccitazione) e delle proprietà che determinano la qualità del prodotto finale deve essere verificata mediante test standardizzati. - Controllo qualità delle merci in ingresso da parte dei clienti dei produttori di solenoidi
Test casuali dei valori caratteristici richiesti e accettazione dei campioni iniziali.
Curva caratteristica forza-corsa (F/s) del test
La curva caratteristica forza-corsa (F/s) del test assicura che la forza nominale del solenoide sia raggiunta con una corsa specifica e una corrente di eccitazione nominale fissa (più o meno le tolleranze).
La curva caratteristica forza-corsa viene testata quando si utilizzano solenoidi proporzionali o di commutazione. Rappresenta un test funzionale su attuatori elettromagnetici ed è generalmente il test finale. Le proprietà funzionali di base possono essere accertate dalla curva caratteristica. La curva caratteristica forza-corsa fornisce informazioni sul fatto che l'attuatore stia applicando la forza richiesta all'interno del suo campo operativo a un determinato livello di corrente. L'isteresi fornisce informazioni sull'attrito che dipende dalla qualità delle parti meccaniche.
Procedura di prova
- Il componente viene inserito nel dispositivo di serraggio e collegato elettricamente.
- La bobina di eccitazione viene alimentata con la sua corrente nominale. A questo punto l’armatura si sposta nella posizione finale.
- La macchina di prova muove lo punzone con velocità Vv a un precarico predefinito per trovare il punto zero della corsa. Il canale di misura della corsa (s) viene impostato su zero e l'acquisizione del valore misurato viene attivata. Vengono registrati i valori di misura della forza, della corsa e del tempo (opzionalmente della corrente).
- L'armatura viene quindi spinta fuori dalla posizione finale a una velocità di prova specificata e riportata alla posizione finale. Se nella sequenza di prova è stata selezionata l'opzione "misura della corsa", l'armatura viene spostata per bloccare la forza nell'ultima fase alla velocità di scorrimento fino all'arresto posteriore.
- È possibile selezionare una serie di corse di prova. A ogni corsa di prova viene assegnato un valore di corrente di attivazione, impostato automaticamente dal nostro software di prova testXpert o manualmente dall'operatore. L'operatore è guidato dalle corrispondenti finestre di dialogo del software.
Valori caratteristici del diagramma forza-corsa
Per i valori di riferimento della corsa da S1 a Sn, vengono determinate le forze da F1 a Fn in entrambe le direzioni di movimento dell'armatura. Per determinare l'isteresi ai valori di riferimento della corsa, si determina la differenza delle due forze allo stesso riferimento della corsa. Opzionalmente, è possibile ottenere l'isteresi massima Hmax entro un determinato intervallo e una specifica lunghezza della corsa.
Impostando fino a quattro intervalli di tolleranza, è possibile stabilire i limiti superiore e inferiore per la curva caratteristica della forza del solenoide. Ciò può essere utilizzato, ad esempio, per la determinazione del buono/cattivo nel processo di controllo della produzione.
Curva caratteristica forza- corrente (F/I) del test
La curva caratteristica forza- corrente (F/I) del test assicura che la forza richiesta sia raggiunta a una corrente specifica per una corsa fissa.
La curva caratteristica forza-corrente è principalmente testata per magneti proporzionali e fornisce informazioni sul fatto che l'attuatore stia applicando la forza richiesta all'interno di un intervallo di corrente in una posizione definita dell’armatura. La curva caratteristica ideale ha un andamento lineare tra forza e corrente in corrispondenza del punto di funzionamento.
Procedura di prova
- Il componente viene inserito nel dispositivo di serraggio e collegato elettricamente.
- La bobina di alimentazione viene attivata con una bassa corrente, in modo che l’armatura si sposti fino alla posizione finale.
- La macchina di prova muove il punzone con velocità V a un precarico predefinito per trovare il punto zero della corsa. Il canale di misurazione della corsa viene impostato su zero. L'alimentazione viene disattivata.
- La macchina di prova sposta l'armatura del solenoide non alimentato in una posizione di corsa definita. La funzione di memorizzazione dei valori misurati è attivata. Vengono registrati i valori di forza, corrente, corsa e tempo.
- La corrente viene incrementata fino alla corrente nominale a una velocità di incremento definita e riportata a zero con la stessa velocità.
Valori caratteristici del diagramma forza-corrente
Per i valori di riferimento della corrente I1 a In, vengono determinate le forze da F1 a Fn in entrambe le direzioni di movimento della corrente. Per i valori di riferimento da F1 a Fn, vengono determinate le correnti da da I1 a In . Per determinare l'isteresi ai valori di riferimento della corrente elettrica, si determina la differenza delle due forze allo stesso riferimento della corrente elettrica.
Impostando fino a quattro intervalli di tolleranza, è possibile stabilire i limiti superiore e inferiore per la curva caratteristica della forza del solenoide. Ciò può essere utilizzato, ad esempio, per la determinazione del buono/cattivo nel processo di controllo della produzione.
Curva caratteristica corrente-corsa del test
La curva caratteristica forza-corsa viene testata quando si utilizzano solenoidi proporzionali o di commutazione. Il solenoide, alimentato con una determinata corrente, preme contro una molla di precisione con caratteristiche lineari o contro un peso e deve produrre corse definite.
Macchine per i solenoidi
- I servoattuatori di prova elettromeccanici sono particolarmente adatti per l'integrazione dei test sui solenoidi in linee di assemblaggio completamente automatizzate, ibride e manuali, come moduli di prova in linea fine linea.
- La zwickiLine (telaio a colonna singola) viene utilizzata come banco di prova indipendente nell'area di sviluppo e nelle linee di assemblaggio manuali o ibride.
- La AllroundLine è una macchina con telaio di carico a due colonne ed è utilizzata per forze elevate sia nello sviluppo che nella produzione per test su solenoidi.
Controller corrente elettrica
Per controllare il solenoide con una corrente di alimentazione, ZwickRoell utilizza regolatori di corrente PWM o DC. Anche i regolatori di corrente o le schede di controllo con ingresso di tensione di controllo forniti dal cliente possono essere integrati nel sistema di prova e controllati dal PC della macchina di prova materiali.
Il processo di controllo utilizza normalmente un segnale analogico (0-10 V), che viene emesso tramite una scheda I/O. Questa scheda I/O può anche generare una rampa di corrente. La parametrizzazione avviene all'interno del software di prova testXpert.
Software di prova testXpert per test su solenoidi
Con testXpert, avrai accesso a un software di prova collaudato che facilita l'esecuzione di complessi test della curva caratteristica forza-corsa e forza-corrente. Il cliente ha accesso libero e universale alla parametrizzazione della sequenza di prova, compreso il numero di cicli, la corsa di lavoro, la velocità, il tempo di mantenimento, la forza di blocco, la corrente del solenoide e gli intervalli di tolleranza del limite superiore e inferiore.
Con l'opzione "free stage definition", ulteriormente espandibile, l'utente può parametrizzare liberamente le sequenze di prova.