V020 - Asconumatics.eu

TECHNOLOGIE ELECTROVANNES ET VANNES
Electrovannes proportionnelles
00009FR-2016/R01
Délais, spécifications et dimensions peuvent être modifiés sans préavis. Tous droits réservés.
Electrovannes Posiflow® ASCO
ASCO commercialise une gamme d’électrovannes proportionnelles sous la marque déposée Posiflow®
1 - Action proportionnelle
La plupart des électrovannes fonctionnent en “tout ou rien”
sur 2 positions : ouverte ou fermée. Les électrovannes proportionnelles fonctionnent de façon progressive. En faisant
varier le signal électrique d’une électrovanne proportionnelle,
le débit du fluide circulant au travers de la vanne peut être
réglé de façon continue de 0 à 100 % du débit maximum
nominal.
2 - Construction
Pour obtenir un fonctionnement proportionnel, la tête
magnétique est modifiée. Comparée à une électrovanne
classique “tout ou rien”, les pièces spécifiques sont indiquées Fig. 1.
3 - Principe de fonctionnement (Fig. 2 page suivante)
Le coefficient de débit Kv d’une vanne de régulation dépend
de son ouverture (exprimée par le déplacement ou course
«s» du noyau à l’intérieur du tube). Dans une électrovanne
proportionnelle, la course est directement proportionnelle au courant Is circulant dans la bobine.
La force d’attraction produite par la bobine augmente avec
le courant Is et la force de réaction augmente lorsque le
ressort supérieur est comprimé :
- Si le courant est inférieur à Io, la vanne reste fermée.
- Si le courant augmente au-delà de Io, la force d’attraction
magnétique devient supérieure à celle du ressort, le
noyau se déplace. Le mouvement du noyau comprime
le ressort. Le mouvement continue jusqu’à obtenir une
position d’équilibre. Toute variation de courant déplace
le noyau jusqu’à ce que les deux forces soient en équilibre.
En tournant la vis de réglage, pour compenser les tolérances
de fabrication et obtenir des caractéristiques de débit identiques, l’effort du ressort peut être augmenté ou réduit.
4 - Alimentation électrique
Une électrovanne proportionnelle Posiflow® peut être commandée de façon continue en variant le courant Is dans la
bobine. Ce courant est réglé en faisant varier la tension
d’alimentation de la bobine.
La tension de la bobine peut être obtenue :
- d’une alimentation simple 0-24 V CC,
- d’une alimentation à modulation de largeur d’impulsion.
Pour maintenir l’électrovanne dans une position donnée, le
courant circulant dans la bobine Is doit être maintenu, entre
100 mA (I0) et 500 mA (Imaxi.).
5 - Temps de réponse
Le temps de réponse des électrovannes proportionnelles est
de l’ordre de quelques millisecondes. Elles réagissent très
rapidement aux variations du signal électrique d’entrée.
Le temps de réponse dynamique fournit une indication sur
les caractéristiques dynamiques d’une électrovanne proportionnelle. Il indique le laps de temps entre l’instant où un
changement se produit dans le signal électrique d’entrée
et celui où le noyau atteint sa nouvelle position. Pour des
électrovannes proportionnelles, ce temps est généralement
de l’ordre de 25 à 60 ms.
Pièces spécifiques
Vis de réglage
Culasse
Bobine
Ressort
Butée amagnétique
Tube
Noyau
Fig. 1
Consulter notre documentation sur : www.asco.com
V020-1
A
Electrovannes proportionnelles - TECHNOLOGIE ELECTROVANNES ET VANNES
3
2
Q
max
Débit (Q)
6
Ces caractéristiques de réglage du débit sont étroitement
liées. Elles résultent d’un certain nombre de facteurs qui
sont exprimés par ordre d’importance :
-la conversion du signal électromagnétique (hystérésis
électromagnétique),
- le frottement entre les pièces statiques et mobiles,
- le jeu dans l’interaction mécanique entre le noyau et le
siège et,
- les variations de pression différentielle (∆P).
Variation
L’intervalle de débits est appelé la variation.
7 - Caractéristiques des électrovannes proportionnelles
- Système à boucle de commande fermée - La possibilité
de commander des électrovannes au moyen de signaux
électriques provenant de capteurs permet leur utilisation
dans une large gamme d’applications comportant des
systèmes logiques en boucle fermée pour la commande
de fluide.
- Coupure d’alimentation - En cas de coupure de courant ou
d’interruption du signal électrique d’entrée, l’électrovanne
se ferme immédiatement, ce qui représente un facteur de
sécurité très important.
- Longue durée de vie, faible maintenance - Dans une
tête magnétique proportionnelle seul le noyau est en mouvement. Celui-ci est équipé de deux bagues de guidage
en PTFE armé de haute précision.
8 - Boîtier de commande électronique (Fig. 3)
Le boîtier de commande électronique ASCO constitue un
moyen pratique de commander une électrovanne Posiflow®.
Le boîtier accepte les signaux standard provenant des
systèmes de commande. La tension d’alimentation de la
bobine est réglée au moyen d’une modulation de la largeur
d’impulsions. Le boîtier intègre une fonction de maintien du
courant de la bobine pour un signal donné, ceci indépendamment des variations de la résistance de l’enroulement de
la bobine ou des variations de la tension d’alimentation.
La largeur d’impulsion est déterminée par le signal de commande Ui (Ii) (en tension ou en courant).
Signaux de commande pouvant être sélectionnés:
. 0 - 10 V CC
. 4 - 20 mA
. 0 - 20 mA
1
4
7
24
5
0
Is
0
I0
I max
Signal électrique à l’entrée (I)
Fig. 2
Sensibilité inverse
Augmentation du Courant bobine
5
Zone de débit linéaire
6
3
Réduction du Courant bobine
7
Sensibilité
4
Hystérésis
8
Seuil
1
2
Linéarité de débit
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V020-2
Tension
8
U (V)
I/F
Ugem 6V
1
2
24
0
Ugem 12V
1
2
24
0
Ugem 18V
1
2
24
Ugem 24V
0
1
2
t (m/sec)
Courant bobine (~ force magnétique)
Fig. 3
00009FR-2016/R01
Délais, spécifications et dimensions peuvent être modifiés sans préavis. Tous droits réservés.
6 - Caractéristiques de réglage du débit (Fig. 2)
Propriétés définissant les performances fonctionnelles :
Linéarité
Les abaques de débit sont généralement recourbés à
chaque extrémités. Ils sont linéaires dans la partie centrale
de la courbe (zone de travail). Les pointillés expriment la
(non- )linéarité soit la déviation de la courbe de débit réelle
par rapport à la ligne droite théorique (exprimée sous forme
de pourcentage pour un intervalle linéaire donné de la
courbe).
Hystérésis
Différence entre deux débits pour une même valeur du
signal électrique d’entrée. L’une des deux valeurs de débit
étant atteinte en montant (augmentation du signal électrique
d’entrée) l’autre en descendant (réduction du signal électrique d’entrée). L’hystérésis est exprimée en pourcentage
du débit maximal.
Seuil
Signal électrique d’entrée nécessaire pour provoquer un
débit significatif à partir d’une position de repos. Le seuil
est exprimé en pourcentage du signal électrique maximal
d’entrée.
Sensibilité
Variation du signal électrique d’entrée nécessaire pour
produire un changement perceptible de débit. Ceci se
caractérisant par une reprise du déplacement du noyau,
dans une direction donnée, après un arrêt. La sensibilité est
exprimée en pourcentage de la valeur maximale du signal
électrique d’entrée.
Sensibilité inverse
Variation du signal électrique d’entrée nécessaire pour
provoquer un changement perceptible du débit. Ceci se
caractérise par une reprise du déplacement du noyau en
sens contraire à une direction donnée, après un arrêt. La
sensibilité inverse est exprimée en pourcentage de la valeur
maximale du signal électrique d’entrée.