TL;DR：選擇 open frame solenoid 時，必須依據 force-stroke curve，而非型錄上的單一力量數值。力量在靠近吸著位置（seated position）時達到峰值，並隨氣隙（air gap）增加而急劇下降：以 SH-1250 為例，在其最大功率（10% duty）曲線上，1 mm stroke 時可提供約 3500 gf 的力量，但在全行程 25 mm 時則趨近於零。請在符合您實際 duty class 的曲線上，讀取最長工作氣隙時的力量。Duty cycle 是具備嚴格 MAX ON time 的熱極限：同一款 SH-1250 在 100% duty 下可連續運行 7.5 W，但在 10% duty 下，每次通電 75 W 不得超過 9 秒。較大的 frame 能提供更高的連續功率與更長的 ON time；選擇 push 或 pull 則取決於負載路徑（load path）。請務必在工作溫度下，根據製造商的 datasheet 曲線核對每一次選型。
Open frame solenoid 的型錄規格通常優先列出單一力量數值與瓦數。但這兩者都無法告訴您該零件是否真的能驅動您的負載。Open frame solenoid 在其 stroke 的不同位置會輸出截然不同的力量，且其功率額定值對線圈可通電的時間有嚴格限制。本指南涵蓋如何解讀決定選型的兩張圖表——force-stroke curve 與 duty cycle 表，以及如何在 frame 尺寸與連續運作需求之間取得平衡。本指南專為進行規格選型的工程師編寫，並非 solenoid 的入門介紹。
請參考 Force-Stroke Curve，而非型錄上的標題力量
當 plunger 接近吸著位置且工作氣隙最小時，solenoid 會產生最大力量。隨著氣隙增大，力量會大幅下降。重量 315 g、stroke 為 25 mm 的 open frame 型號 SH-1250 便展現了這種典型形狀：在其最高功率（10% duty）曲線上，1 mm stroke 時力量約為 3500 gf，但在全行程 25 mm 位置時降至幾乎為零。
陷阱在於，您的負載首先遇到的是曲線最弱的一端。在通電瞬間，plunger 位於整個週期中氣隙最大的位置，恰好是力量輸出最低的地方。若工程師根據峰值力量或目測平均值來選型，設計出的機構將只會發出嗡嗡聲、發熱，卻永遠無法完成 stroke。
三條讀圖規則：
- 依工作氣隙選型。找出機構在運動開始時呈現的最長氣隙，在該處畫一條垂直線，並讀取曲線在該點的力量值。必須大於您的負載加上摩擦力及任何復位彈簧預載的力量，是這個數值，而非吸著時的力量。
- 使用正確的 duty 曲線。Datasheet 會針對每個 duty cycle 額定值繪製一條曲線。較高的 duty 等級會以更高的瓦數驅動線圈，因此 10% duty 曲線在圖表中位於最高位置（如 SH-1250 所示）。若在連續運作的應用中參考 10% 曲線，會嚴重高估可用的力量。
- 考量溫度影響。刊登的瓦數額定值是以 20°C 為基準。隨著線圈發熱，銅阻上升、電流下降，力量也隨之降低。在室溫下讀取的曲線是最佳狀況，而非實際運作條件。
Duty Cycle 是一種熱合約
Solenoid datasheet 上的 duty cycle 額定值（通常為 100%、50%、25% 和 10%）屬於熱等級。它們說明了在繞組過熱之前，您可以多大的強度驅動線圈。以 SH-1250 為例，這四個等級在 20°C 時分別對應 7.5 W、15 W、30 W 和 75 W。Frame 本身是相同的，改變的只有驅動強度。6 V 線圈選項的電阻為 4.8 Ω，在 4.8 Ω 上施加 6 V 電壓正好消耗 7.5 W 的連續額定功率。更高的等級則是透過短時間超額驅動同一線圈來實現的。
每個間歇性等級都有一個 MAX ON time，這是每次通電的嚴格極限，而非平均值。以 SH-1250 為例：100% duty 為無限制，50% duty 為 140 秒，25% duty 為 50 秒，10% duty 為 9 秒。這會帶來兩個結果：
- 保持階段屬於連續 duty。若機構必須保持通電數分鐘，無論長期平均值為何，該階段僅適用 100% 額定值。這就是「動作後保持」（actuate-then-hold）驅動電路的價值所在——全電壓吸合，再降壓保持。
- 僅符合比例並不代表合規。即使週期的平均 ON time 為 10%，只要單次 ON 時間超過 MAX ON 數值，依然算違反額定值。必須同時滿足兩個條件：duty ratio 與單次 ON time。
Frame 尺寸決定您的力量與熱預算
世僖（Shih Shin）的 open frame 系列涵蓋 20 款型號，從小型的 SH-0415（8 x 10 x 15 mm，100% duty 下額定 0.8 W）開始。以下選取三個典型型號，說明規格如何隨尺寸成比例變化：
| Model | Weight | Power @ 100% duty (20°C) | MAX ON @ 50% duty |
|---|---|---|---|
| SH-0520 | 18 g | 1.6 W | 55 s |
| SH-1040 | 122 g | 4.2 W | 100 s |
| SH-1250 | 315 g | 7.5 W | 140 s |
來源：Shih Shin Technology SH-0520 / SH-1040 / SH-1250 datasheets。數值僅供參考，如有設計變更恕不另行通知。
重點在於兩個規律。第一，連續功率能力隨 frame 質量成正比：更多的銅與鐵能散發更多熱量。第二，較不明顯的是，MAX ON time 會隨 frame 變大而延長。在 50% duty 下，SH-0520 必須在 55 秒後斷電，而 SH-1250 則可維持 140 秒；在 10% duty 下，相同的限制分別為 3 秒與 9 秒。較大的線圈需要更長時間才能達到溫度極限。若您的時間預算剛好接近 MAX ON 數值，加大一個 frame 尺寸即可在不改變控制方案的情況下爭取到散熱裕度。
在將 frame 尺寸固定到您的外殼設計之前，請至工業用 solenoid 產品系列頁面比較整個系列的機械外形尺寸與 stroke 選項。
Push 還是 Pull：依負載路徑決定
多數 open frame solenoid 均設計為 pull 型：線圈通電後，plunger 會收回。Push 版本則在擋塊（backstop）穿過一根推桿（pin），將 plunger 的運動傳遞至另一端。在電氣與熱特性上，兩者表現相同；選型時的考量純粹屬於機械層面：
- 您在哪個位置需要最大的力量？用作門鎖（latch）的 pull 型在其曲線的吸著末端提供最大力量，適合用於保持位置的工作。若您週期中最需力量的部分是在大氣隙處，兩種配置都無法擺脫曲線的限制，無論如何您都必須依氣隙進行選型。
- 側向負載（Side loading）。與在 frame 內部導向的 plunger 相比，push 針腳能承受的側向負載較小。若被驅動件會施加側向力，請透過連桿保持推桿的軸向受力，或重新調整機構方向改用 pull 型。
- 復位方式。Open frame 型號依賴外部復位：彈簧、重力或負載本身。復位力會在整個 stroke 範圍內扣抵可用輸出，因此請將其計入參考曲線時的負載數值中。
經得起量產考驗的選型步驟
- 測量真實負載：機構在最惡劣位置移動所需的力量，加上摩擦力與復位彈簧預載。
- 確定時間參數：單次 ON 時間、週期時間及環境溫度。根據比例推導出 duty class，然後對照該等級的 MAX ON 限制檢查單次 ON 時間。
- 篩選出候選 frame：其在正確 duty 線上的曲線，在最長工作氣隙時的力量必須大於您的負載，並在線圈溫度升高時仍保有合理的裕度。
- 若要替代其他品牌零件，請重新計算數據，而非盲目相信標籤。作為起點，solenoid 對照表提供了常見料號與相近 Shih Shin frame 的對應關係；上述曲線核對可進一步確認匹配性。
- 在為該零件開模建置前，請先在實際電壓、溫度及安裝方向下以樣品進行驗證。
本文中的所有數據均來自上述型號的 datasheet 實測值；我們獲取與核對規格數據的方式請參閱我們的編輯流程。
獲取符合您 Duty Point 的曲線
只要您能提供負載力量、工作氣隙、單次 ON 時間及週期時間，我們就能快速為您推薦型號。請將這四個數據傳送至 info@solenoids.com.tw，我們的工程團隊通常會在工作日的 24-48 小時內回覆候選的 frame 及對應的 force-stroke curves。
常見問題
如果在事後給予額外的冷卻時間，我可以在 10% duty 下讓 solenoid 通電更長時間嗎？
不行。MAX ON time 是每次通電的硬性極限，獨立於 duty ratio 之外。以 SH-1250 為例，無論線圈事後休息多久，在 10% duty（75 W 驅動）下最多僅允許通電 9 秒。如果單次 ON 時間必須更長，請降至較低功率的 duty class 或加大 frame 尺寸，然後重新讀取該等級的 force-stroke curve。
Datasheet 上的力量看起來綽綽有餘，但我的原型樣機在完成 stroke 之前就卡住了。我忽略了什麼？
您很有可能讀取的是靠近吸著位置（seated position）的力量。力量會隨氣隙（air gap）大幅下降：SH-1250 在其最高功率（10% duty）曲線上，1 mm stroke 時可提供約 3500 gf 的力量，但在全行程 25 mm 時則趨近於零。請在符合您實際 duty class 的曲線上，讀取最長工作氣隙時的力量；同時切記，標示的瓦數是以 20°C 為基準，線圈發熱後輸出的力量會降低。
