AC соленоид – это электромагнитное переключающее или исполнительное устройство, разработанное специально для работы с переменным током (AC) блок питания. Эти соленоиды во многих отношениях физически аналогичны своим аналогам постоянного тока (DC), за исключением более высоких номинальных токов основной катушки и включения шейдинговой катушки. Более высокие номинальные токи соленоидных катушек переменного тока необходимы из-за того, что при любом заданном напряжении соленоиды переменного тока имеют тенденцию работать при более высоких токах. Затеняющая катушка служит для предотвращения «дребезга», вызванного точкой пересечения нулевого напряжения в цикле переменного тока.
Соленоиды представляют собой простые электромагнитные устройства, используемые для обеспечения дистанционного переключения или приведения в действие вторичных механизмов, и состоят из проволочной катушки, намотанной на изолированный полый сердечник. Подпружиненный плунжер помещается одним концом близко к отверстию сердечника и соединяется с вторичный механизм через соединение на другом конце. Когда на катушку подается соответствующий электрический ток, вокруг нее создается сильное магнитное поле. Эта магнитная сила притягивает поршень, заставляя его плавно двигаться в сердечник против натяжения пружины, приводя в действие вторичный механизм. Когда ток отключается от катушки, пружина возвращает поршень в нейтральное положение и сбрасывает соленоид.
Магнитное поле, создающее силу, необходимую для приведения в действие, находится в фазе с током, подаваемым на катушку. Это означает, что оно существует в прямой зависимости от этого тока, и, если ток уменьшается, уменьшается и сила поля, а следовательно, и сила выходного сигнала соленоида. В случае соленоида постоянного тока это явление не создает проблем, поскольку ток, подаваемый на катушку, имеет постоянную величину. Однако этого нельзя сказать о соленоиде переменного тока, поскольку ток постоянно колеблется между пиковым положительным напряжением, нулевым напряжением и пиковым отрицательным напряжением. Этот цикл происходит от 50 до 60 раз в секунду в среднем источнике питания переменного тока.
Когда напряжение приближается к своей нулевой точке, магнитная сила становится настолько слабой, что пружина плунжера на мгновение вытягивает ее из сердечника, пока напряжение снова не поднимется выше нулевой точки к противоположному пиковому значению. Это приводит к тому, что плунжер постоянно подпрыгивает или «стучит», когда он попеременно отпускается и снова входит в зацепление. Это может привести к чрезмерному износу и перегреву соленоида и, если оставить его в покое, привести к окончательному разрушению соленоида. Чтобы предотвратить эту вибрацию, соленоид переменного тока использует дополнительную катушку, известную как затеняющая катушка.
Эта катушка создает магнитное поле, которое сдвинуто по фазе на 90 градусов и немного слабее, чем у основной катушки. Это поле достаточно сильное, чтобы удерживать поршень на месте, поскольку основное поле ослабевает вблизи точки нуля, что предотвращает вибрацию. Это означает, что соленоид переменного тока подходящего номинала можно использовать с источником постоянного тока, но не наоборот. Однако следует соблюдать осторожность при замене соленоидов переменного и постоянного тока, поскольку катушка соленоида переменного тока обычно рассчитана на более высокий ток, чем катушка постоянного тока аналогичного напряжения, чтобы выдерживать обычно более высокие переменные токи.