solénoïde

Un solénoïde est une bobine de fil enroulée serrée autour d'une forme cylindrique, généralement avec un noyau mobile en fer ou en acier (appelé plongeur ou armature) à l'intérieur ou à proximité. Lorsque le courant traverse la bobine, le champ magnétique résultant tire ou pousse ce noyau, convertissant l'énergie électrique en mouvement mécanique. Cette conversion simple fait des solénoïdes l'un des actionneurs les plus courants dans les équipements industriels, effectuant tout, du verrouillage des portes à l'engagement d'embrayages en passant par l'ouverture des orifices de vannes.

Le solénoïde fonctionne parce qu'une bobine parcourue par un courant génère un champ magnétique proportionnel au courant et au nombre de spires. Le plongeur, fait de matériau ferromagnétique, est attiré vers les régions de champ plus fort. En contrôlant le moment où le courant circule, vous contrôlez le mouvement du plongeur. La plupart des solénoïdes industriels sont conçus pour un fonctionnement marche-arrêt: le plongeur s'enclenche complètement lorsqu'il est sous tension et ressort lorsqu'il est hors tension. Les temps de réponse sont généralement de 10 à 100 millisecondes selon la résistance de la bobine, la tension appliquée et la force du ressort.

Les solénoïdes se présentent sous deux configurations principales: le type à poussée, où le plongeur s'étend vers l'extérieur lorsqu'il est tiré dans la bobine; et le type à traction (également appelé type à attraction), où le plongeur est tiré vers l'intérieur. Une troisième variante, la vanne solénoïde, intègre la bobine avec des tiroirs ou des clapets de vanne pour contrôler le débit de fluide ou de gaz. Les bobines de solénoïdes industriels sont conçues pour des tensions spécifiques (généralement 12 VDC, 24 VDC, 110 VAC ou 240 VAC) et des cycles de service. Le service intermittent permet des courants plus élevés; le service continu nécessite une puissance inférieure pour éviter la surchauffe de la bobine.

Modes de défaillance et sélection

Les solénoïdes tombent le plus souvent en panne à cause de bobines brûlées causées par des surtensions, des surintensités prolongées ou un refroidissement insuffisant. Le plongeur peut se bloquer si la saleté ou la rouille empêche le mouvement libre, ou si le ressort de rappel s'affaiblit. Lors de la spécification d'un solénoïde, vous devez faire correspondre la course (généralement 10 à 50 mm), la force requise à pleine extension, la tension disponible et la vitesse de réponse nécessaire. Des forces plus importantes nécessitent plus de spires, plus de courant ou un ressort plus fort, ce qui augmente la taille et la génération de chaleur.

Le terme «solénoïde» vient du grec «solenoides», signifiant en forme de tube. Dans la pratique industrielle, les solénoïdes se trouvent dans les démarreurs de moteur (où ils contrôlent les contacteurs), les systèmes pneumatiques (vannes pilotes solénoïdes), les circuits hydrauliques et d'innombrables fonctions de machines automatisées. Un interrupteur solénoïde ou un relais solénoïde utilise le mouvement du plongeur pour ouvrir ou fermer des contacts électriques, permettant à un signal de commande de faible puissance de commuter une charge de forte puissance.