솔레노이드는 도선을 촘촘하게 원통형으로 말아 만든 기구입니다. 솔레노이드에 있는 도선에 전기를 흘려 자기장을 발생시키면 자력이 발생하여 자석처럼 동작합니다. 전기를 흘렸을 때 자성이 생기는 부품을 전자석이라고 합니다. 솔레노이드는 유도자(인덕터)의 종류 중 하나로서, 교류를 이용하는 전자회로에 아주 유용하게 쓰입니다. 솔레노이드에 대해 알아보도록 하겠습니다.
솔레노이드 밸브 작동 원리
솔레노이드(Solenoid)는 주로 밸브에 많이 사용 됩니다. 솔레노이드 밸브의 동작 원리를 점검해보고 산업현장에서 사용되는 솔레노이드의 적용 사례를 확인해 보도록 하겠습니다. 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)는 전기적인 에너지를 이용하여 액체나 가스의 흐름을 통제하는 장치입니다. 이 밸브는 두 개의 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 하나는 솔레노이드, 다른 하나는 밸브 본체입니다.
먼저, 솔레노이드는 전기선이나 배터리로부터 전기 에너지를 공급받아 이를 기계적인 움직임으로 변환하는 장치입니다. 솔레노이드는 코일과 플런저(핀 또는 커넥팅 스테인)로 구성되어 있습니다. 코일은 전류가 흐르면 자기장을 발생시키는데, 이 자기장이 플런저를 끌어당기거나 밀어내는 동작을 수행합니다.
밸브 본체는 솔레노이드에 의해 작동되며, 액체나 가스의 흐름을 제어합니다. 밸브 본체는 보통 여러 개의 포트(구멍)와 이를 제어하기 위한 판이나 구멍이 있는 회전체로 구성되어 있습니다. 솔레노이드가 작동하면 플런저가 움직여 밸브 본체의 판이나 구멍을 열거나 닫을 수 있습니다. 이로써 액체나 가스의 흐름을 조작할 수 있습니다. 여기서 말하는 플런저는 실린더 내를 왕복하며 유체를 압축하여 내보내거나 유체의 압력을 전달하는 막대 모양의 피스톤입니다. 속이 비어 있는 피스톤보다 고압의 펌프·수압기 등에 많이 사용됩니다.
작동방식에 따른 분류
솔레노이드 밸브는 작동 방식에 따라 여러 가지 종류로 분류 됩니다. 직동식 솔레노이드 밸브는 솔레노이드의 작동에 따라 밸브 플러그가 직선으로 이동하여 유체의 흐름을 개폐합니다. 솔레노이드가 전류를 받으면 플러그가 열리고 유체가 통과하게 됩니다, 반대로 전류가 차단되면 플러그가 닫히고 유체의 흐름을 차단합니다. 직동식 솔레노이드 밸브는 작은 크기와 빠른 개폐 속도로 다양한 산업현장에서 유용하게 사용됩니다.
회전식 솔레노이드 밸브는 솔레노이드의 작동에 따라 밸브의 회전을 통해 유체의 흐름을 열고 닫습니다. 솔레노이드가 동작하면 회전 운동이 전달되어 밸브의 회전체가 움직여 유체의 통로를 개방하거나 차단합니다. 회전식 솔레노이드 밸브는 주로 대형 밸브나 액추에이터 등에 사용됩니다.
비례식 솔레노이드 밸브는 입력 전류 또는 전압의 크기에 따라 흐름을 조절할 수 있는 밸브입니다. 앞선 직동식 솔레노이드와 회전식 솔레노이드에 비해 밸브의 개폐 정도를 조절 할 수 있다는 특징이 있습니다. 솔레노이드의 전류 또는 전압 신호를 조절하여 밸브의 개폐 정도를 조절할 수 있으며, 이를 통해 유체의 흐름량을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이에 따라서 비례식 솔레노이드 밸브는 자동화 시스템이나 정밀한 흐름 제어가 필요한 곳에서 사용됩니다.
위 3가지 솔레노이드 밸브들은 일부 유형을 알려드린 것입니다. 각각의 종류는 다양한 애플리케이션과 산업 현장 및 사용자의 요구 사항에 맞게 선택되어 사용됩니다.
솔레노이드 밸브의 유지보수
솔레노이드 밸브의 유지보수는 밸브의 성능과 수명을 유지하는 데 매우 중요합니다. 솔레노이드 밸브의 유지보수에 대한 몇 가지 일반적인 사항을 알려드리겠습니다. 솔레노이드 밸브 주변의 먼지, 오염물, 부식물 등을 정기적으로 청소해야 합니다. 이러한 물질들이 밸브의 작동을 방해하거나 손상을 일으킬 수 있습니다. 부드러운 솔이나 에어건을 사용하여 주변을 청소하고, 필요한 경우 부식 방지 스프레이를 사용하는 것도 좋습니다.
주기적으로 솔레노이드 밸브의 상태를 검사해야 합니다. 이상한 소리, 누출, 부식, 파손된 부품 등을 확인하고 즉시 조치해야 합니다. 필요한 경우 전문가의 도움을 받아 유지보수 및 수리를 진행해야 합니다. 솔레노이드 밸브의 작동을 정기적으로 확인해야 합니다. 밸브가 정확하게 개폐되는지, 유체의 흐름이 원활한지 확인하고 필요한 조정이나 청소 작업을 수행해야 합니다.
일부 솔레노이드 밸브는 윤활이 필요할 수 있습니다. 제품의 사양에 따라 적절한 윤활 작업을 수행해야 합니다. 윤활제를 사용할 때는 밸브와 윤활제 간의 호환성을 확인해야 합니다. 솔레노이드 밸브의 전기 연결을 정기적으로 확인해야 합니다. 손상된 전선, 불량 연결 등이 있을 경우 즉시 복구해야 합니다.
위의 지침은 일반적인 솔레노이드 밸브의 유지보수에 대한 내용입니다. 그러나 각 밸브는 그 기능과 구조에 따라 다를 수 있으므로, 해당 권장 사양과 지침을 따르는 것이 가장 좋습니다. 필요한 경우 전문가의 도움을 받아 정기적인 유지보수 및 수리를 진행 하는 것이 좋습니다.
DC 솔레노이드와 AC 솔레노이드 차이점
또한 솔레노이드는 AC 와 DC전원의 솔레노이드로 구분되고 있습니다. AC솔레노이드의 가동 철심과 고정 철심 사이에 간격이 있으면 솔레노이드 코일이 가열되어 코일이 타 버릴 가능성이 있고, DC솔레노이드의 경우 전류는 가동 및 고정 철심의 간격에 관계없이 일정하게 유지시켜줍니다. 따라서 가동 철심과 고정 철심 사이에 충격 흡수재를 제공하여 작동 소음을 최소화 합니다
AC구동 솔레노이드 밸브는 비교적 크기가 큽니다. 상대적으로 느린 동작을 생성하려면 더 높은 수준의 전력이 있어야 되는 것이죠.DC솔레노이드 밸브는 소형의 솔리드 스테이트 구성 요소를 사용하여 소형 장치에서도 빠른 동작을 합니다.
AC 솔레노이드는 DC 솔레노이드에 비해 윙윙 거리는 소음이 발생됩니다. 이는 맥동 인력으로 인해 발생되는 것이며, 플런저가 완전히 장착되지 않았을 경우에 이런 소리가 계속해서 발생합니다. 그리고 이 소리가 계속되면 결국에 내부의 코일이 과열되어 고장이 나게됩니다. AC솔레노이드는 전류의 스트로크에 따라서 달라지고, DC 솔레노이드의 경우에는 코일 DC저항에 의해서만 결정 됩니다. 스트로크에 관계없이 DC 솔레노이드 입니다.
실제로 산업 현장에서 사용되는 것들은 DC 솔레노이드 밸브가 많습니다. 이유는 빠른 반응속도와 소음이 없다는 것입니다. 산업 현장에서 사용되는 솔레노이드 밸브의 종류와 양은 너무나도 많기 때문에 소음 같은 사소한 문제도 크게 신경쓰게 됩니다.