En bref : Les solénoïdes feuilletés CA empilent de fines tôles d’acier au silicium au lieu d’un noyau massif afin d’empêcher les courants de Foucault d’échauffer la carcasse sous une alimentation 50/60 Hz. Lors de la spécification, vérifiez trois éléments au-delà de la force et de la course : le courant d’appel, qui atteint son maximum à pleine course (les fusibles, contacts et transformateurs doivent donc être dimensionnés pour le courant de démarrage et non pour le courant maintenu) ; le plaquage, car un plongeur qui ne se plaque pas totalement ronronne et surchauffe la bobine ; et la possibilité d’utiliser du CC via un redresseur. La série SH-AS de Shih Shin couvre des courses de 10 mm à 30 mm et des forces nominales de 0,5 kg à 5 kg, le tout sous 110/220V CA, 50/60Hz.
Les ingénieurs d’achats rencontrent généralement les solénoïdes feuilletés dans deux situations : un fabricant de machines a besoin d’un actionneur sous tension secteur pour une vanne, un verrou ou un alimentateur, ou un acheteur a une unité en panne en main et une ligne de production à l’arrêt. Dans les deux cas, la fiche technique ne répond qu’à la moitié des questions. Ce guide traite de l’autre moitié : le rôle exact du feuilletage, la raison pour laquelle le courant d’appel domine le comportement de la bobine CA, l’origine des ronflements et la méthode pour transformer un besoin d’application en une spécification claire. Les exemples utilisent la série SH-AS de Shih Shin, une gamme à carcasse feuilletée CA conçue pour du 110/220V CA à 50/60Hz et utilisée dans les systèmes de liaison, les actionneurs de vannes, les dispositifs de comptage, les systèmes de freinage et les trémies d’alimentation.
Pourquoi le noyau est-il feuilleté ?
Alimentez en courant alternatif une bobine enroulée autour d’un noyau en fer massif et le noyau se comportera comme le secondaire en court-circuit d’un transformateur. Le flux s’inverse à la fréquence du réseau, et chaque inversion induit des courants circulants, appelés courants de Foucault, dans la masse du fer. Ces courants ne produisent aucun travail mécanique. Ils chauffent le noyau, gaspillent l’énergie d’entrée et réduisent la variation de flux qui génère l’attraction.
Un noyau feuilleté interrompt ces boucles de courant. La carcasse et le plongeur sont constitués d’un empilement de fines tôles d’acier au silicium, chacune dotée d’une couche d’isolation superficielle, orientées de sorte que le plan des tôles soit parallèle au trajet du flux. Les courants de Foucault ne peuvent plus circuler sur toute la section transversale ; ils restent confinés à l’intérieur de chaque tôle fine, où la résistance du parcours est élevée et les pertes chutent drastiquement. La teneur en silicium augmente la résistivité de l’acier et réduit encore les pertes.
Pour un acheteur, cette construction a trois conséquences pratiques. Premièrement, une carcasse feuilletée chauffe beaucoup moins en CA que n’importe quelle pièce à noyau massif. Deuxièmement, l’inverse est également vrai : un solénoïde CC à noyau massif surchauffe rapidement sous une alimentation CA, de sorte que les unités CA et CC ne sont pas interchangeables, même si l’empreinte de montage semble similaire. Troisièmement, l’empilement de tôles crée la géométrie rectangulaire que vous voyez dans les colonnes de dimensions d’une fiche technique CA, ce qui détermine l’intégration de l’unité dans votre machine.
Le courant d’appel détermine votre conception électrique
Un solénoïde CA consomme son courant le plus élevé lors de la mise sous tension, lorsque le plongeur est à pleine course et que le circuit magnétique présente un grand entrefer. L’entrefer maintient une faible inductance, l’impédance de la bobine est donc faible et la ligne injecte un courant élevé dans l’enroulement. À mesure que le plongeur avance et que l’entrefer se réduit, l’inductance augmente, l’impédance augmente également, et le courant chute jusqu’à une valeur maintenue nettement plus faible.
Ce comportement dicte quatre décisions de spécification :
- Protection. Les fusibles et disjoncteurs doivent supporter le courant d’appel sans déclenchement intempestif. Sélectionnez des modèles temporisés et dimensionnez-les en fonction du courant de démarrage, et non du courant maintenu.
- Capacité de l’alimentation. Les transformateurs de commande et les contacts de commutation subissent le courant d’appel à chaque cycle de la machine. Dimensionnez-les pour le courant à pleine course.
- Discipline de course. Plus la course spécifiée est longue, plus l’entrefer initial est grand et plus la phase d’appel est élevée et longue. Choisissez la course la plus courte possible permettant de réaliser le travail mécanique ; une marge de course inutile se traduit par de la chaleur supplémentaire dans la bobine.
- Comportement en cas de blocage. Si la charge se bloque et que le plongeur ne peut pas se plaquer complètement, le courant ne chute jamais depuis son niveau d’appel et la bobine surchauffe. Appliquez les solénoïdes feuilletés CA de manière à ce que le plongeur termine toujours sa course.
Les bobines SH-AS sont spécifiées pour du 110/220V CA à 50/60Hz. Confirmez la tension de la bobine par rapport à votre réseau avant de commander, et vérifiez-la à nouveau lors du contrôle de réception.
Ronflement et broutement : causes mécaniques, solutions mécaniques
La force d’attraction en CA n’est pas constante. Elle pulsait à deux fois la fréquence du réseau et passe proche de zéro à chaque demi-cycle. Une bague de déphasage en cuivre encastrée dans la face polaire transporte un courant induit qui décale une partie du flux, de sorte que la force nette ne tombe jamais tout à fait à zéro et que le plongeur plaqué reste immobile. Lorsqu’un solénoïde bourdonne ou broute, un élément perturbe ce dispositif :
- Plaquage incomplet. De la saleté, des copeaux ou des bavures sur les faces polaires empêchent le plongeur de se plaquer parfaitement, ce qui maintient un courant élevé et permet aux pulsations de force de faire vibrer l’empilement.
- Charge radiale. Une charge désaxée par rapport à la course entraîne le plongeur contre son guidage, ralentit le plaquage et favorise le broutement. Alignez la liaison pour que la force s’exerce le long de l’axe du plongeur.
- Faible tension à la bobine. Une sous-tension affaiblit l’attraction et peut maintenir le plongeur en suspension avant son plaquage. Mesurez aux bornes de la bobine en charge, pas au niveau du tableau électrique.
- Bague de déphasage endommagée. Une bague fissurée supprime complètement le mécanisme anti-broutement et produit un bourdonnement fort et continu. Dans ce cas, un remplacement est nécessaire, et non un simple réglage.
Le montage est également essentiel. Boulonnez la carcasse sur une surface rigide ; un support résonant amplifie les vibrations résiduelles en un bruit audible souvent attribué à tort au solénoïde.
Lecture de la fiche technique SH-AS
Le tableau ci-dessous répertorie six modèles représentatifs de la série. Tous fonctionnent sous 110/220V CA, 50/60Hz.
| Modèle | Course | Force nominale | Dimensions (mm) | Poids du plongeur | Poids total |
|---|---|---|---|---|---|
| SH-AS05 | 10mm | 0.5kg | 84 x 33 x 38 | 62g | 0.2kg |
| SH-AS08 | 10mm | 0.8kg | 84 x 27 x 38 | 95g | 0.3kg |
| SH-AS10 | 15mm | 1.5kg | 93 x 53 x 50 | 138g | 0.45kg |
| SH-AS15 | 15mm | 2kg | 93 x 57 x 50 | 153g | 0.5kg |
| SH-AS25 | 20mm | 4kg | 130 x 75 x 63 | 348g | 1.3kg |
| SH-AS35 | 30mm | 5kg | 170 x 90 x 86 | 598g | 2.3kg |
Source : Fiche technique de la série SH-AS, Shih Shin Technology. Les valeurs sont données à titre indicatif et sujettes à modification de conception.
Trois remarques de lecture. Premièrement, associez chaque valeur de force à la course indiquée : la ligne SH-AS10 indique une force d’attraction de 1,5 kg sur une course de 15 mm, et la charge au début de la course, où l’entrefer est le plus grand, est le cas critique à vérifier. Deuxièmement, la colonne du poids du plongeur représente votre masse en mouvement. Elle détermine l’énergie d’impact lors du plaquage et importe lorsque le solénoïde fonctionne à cadence élevée ou entraîne un mécanisme léger ; le plongeur de 62 g du SH-AS05 et celui de 598 g du SH-AS35 posent des problèmes mécaniques différents. Troisièmement, la taille de la carcasse et la force n’évoluent pas toujours de manière strictement proportionnelle. Le modèle compact SH-ASS20 offre 3,5 kg sur une course de 20 mm avec une carcasse de 116 x 65 x 55 et un poids total de 0,8 kg, tandis que le SH-AS20, plus grand, fournit 3 kg avec une carcasse de 130 x 70 x 63 et un poids de 1,15 kg. Lorsque l’espace de montage est restreint, renseignez-vous sur les variantes compactes avant de passer à la taille de carcasse supérieure.
La série complète, ainsi que les modèles CC à carcasse, tubulaires et de maintien, est répertoriée dans la gamme de solénoïdes industriels.
CA feuilleté ou CC avec redresseur ?
Certains fabricants de machines alimentent des solénoïdes CC à partir du réseau CA via un pont redresseur, et pour certaines applications, c’est le bon choix. Le choix repose généralement sur quatre facteurs :
- Caractère de l’actionnement. L’appel en CA fournit une force initiale puissante qui enclenche rapidement les charges. Le courant CC s’établit à travers l’inductance de la bobine, de sorte que l’attraction se développe plus progressivement.
- Bruit. La force en CC est constante, le fonctionnement est donc silencieux. Si l’actionneur est situé près d’un opérateur, ce seul critère peut trancher la question.
- Tolérance au blocage. Une bobine CC bloquée consomme son courant normal limité par la résistance et survit plus longtemps. Une bobine CA bloquée reste à son niveau de courant d’appel et brûle. Les mécanismes sujets aux coincements privilégient le CC.
- Nombre de composants. Les unités feuilletées CA se raccordent directement au réseau sans redresseur ni alimentation, ce qui simplifie le câblage de l’armoire et raccourcit la liste des composants.
Une règle par défaut : spécifiez le CA feuilleté lorsque vous avez besoin d’un fonctionnement sous tension secteur, d’un actionnement rapide, et que le mécanisme permet au plongeur de se plaquer de manière fiable. Optez pour le CC lorsque le niveau sonore ou la tolérance aux blocages constitue la contrainte principale.
Comment spécifier : que mettre dans votre RFQ
Une demande de devis incluant les points suivants permet d’obtenir une réponse exploitable en un seul échange au lieu de trois :
- Force requise en début de course, avec votre marge précisée
- Course la plus courte réalisant le mouvement
- Tension et fréquence du réseau
- Facteur de marche : temps sous tension, temps de repos et cycles par minute
- Température ambiante au point de montage
- Encombrement de montage disponible, en millimètres
- Mode de couplage de la charge au plongeur, et possibilité d’efforts latéraux
Si vous remplacez une unité installée et que la plaque signalétique a disparu ou est illisible, la page de équivalences de solénoïdes explique ce qu’il faut mesurer et photographier afin de pouvoir identifier un équivalent.
Les valeurs de spécification citées dans ce guide sont transcrites des fiches techniques d’usine selon le processus éditorial du site : aucun chiffre n’est interpolé ou estimé.
Pour un devis ou un avis d’ingénierie sur une application complexe, envoyez un e-mail à info@solenoids.com.tw avec la liste de contrôle ci-dessus. L’équipe d’ingénierie répond généralement sous 24 à 48 heures les jours ouvrés.
Foire aux questions
Notre nouveau solénoïde CA bourdonne fort sur la machine. Avons-nous reçu une unité défectueuse ?
En général, l’unité est en parfait état et un obstacle empêche le plongeur de se plaquer complètement. Vérifiez la présence de copeaux ou de bavures sur les faces polaires, une charge radiale due à un alignement défectueux de la liaison, ou une faible tension mesurée aux bornes de la bobine en charge. Une bague de déphasage fissurée provoque également un bourdonnement fort et continu et nécessite un remplacement. Si le bourdonnement persiste après ces vérifications, envoyez les symptômes et les détails de votre alimentation au fabricant pour examen.
Que se passe-t-il si le plongeur se bloque et que le solénoïde ne peut pas terminer sa course ?
La bobine continue de consommer un courant proche du niveau d’appel au lieu de chuter à la valeur maintenue, et elle surchauffe rapidement. Concevez le mécanisme de manière à ce que le plongeur termine toujours sa course, placez des butées de fin de course sur la charge plutôt que sur le solénoïde, et traitez toute application sujette aux blocages comme une candidate à un fonctionnement en CC ou à un réexamen de conception avant lancement.
