Che cos'è un solenoide a ritenuta?

Un solenoide a ritenuta è un dispositivo elettromagnetico progettato per fornire forza di attuazione come nel caso di un solenoide convenzionale, ma per mantenere il solenoide nello stato attivato senza corrente elettrica applicata alla bobina. Ciò si ottiene installando una serie di magneti permanenti attorno alla parte inferiore del nucleo della bobina. Una volta che il campo magnetico generato dalla bobina del solenoide eccitato ha tirato lo stantuffo nel centro della bobina, l'alimentazione viene interrotta alla bobina. Solitamente questo rilascia lo stantuffo, ma, nel caso di un solenoide di aggancio, i magneti mantengono il solenoide attivato senza assorbimento di corrente dalla fonte di alimentazione. Quando il solenoide deve essere disattivato, un impulso di corrente viene applicato alla bobina nella direzione opposta alla corrente di attuazione che respinge lo stantuffo, disattivando così il solenoide.

I solenoidi sono uno degli attuatori elettromagnetici a corsa breve più comuni in uso generale. Sono in genere dispositivi molto semplici e sono costituiti da una bobina a filo cavo statico e uno stantuffo di metallo ferroso caricato a molla. Quando una corrente elettrica viene applicata alla bobina con il corretto orientamento di polarità, attorno alla bobina si crea un forte campo magnetico. Ciò tira lo stantuffo verso e all'interno del nucleo della bobina, fornendo rapidamente il movimento di commutazione o attuazione nel processo. L'interruzione dell'alimentazione della bobina provoca il collasso del campo magnetico, rilasciando lo stantuffo, che viene riportato in posizione neutra dalla molla.

Quando è necessario che il solenoide rimanga attivo per un periodo prolungato, l'alimentazione della bobina può essere lasciata attiva fino a quando il solenoide richiede la disattivazione. Sebbene funzioni, fa sì che la bobina generi un notevole calore e sprechi elettricità. Il solenoide di aggancio risolve questo problema con l'inclusione di una serie di magneti permanenti disposti attorno alla bobina nel punto in cui lo stantuffo si ferma alla fine della sua corsa di attivazione. Questi magneti sono abbastanza potenti da mantenere in posizione lo stantuffo, consentendo al solenoide di blocco di rimanere attivo anche se la bobina viene interrotta. Ciò impedisce il surriscaldamento della bobina e rende il solenoide più conveniente in termini di consumo elettrico.

Quando il solenoide di blocco deve essere disattivato, un breve impulso di corrente elettrica viene inviato alla bobina con un orientamento di polarità opposto rispetto alla corrente di attivazione. Questo crea un breve campo magnetico opposto che respinge lo stantuffo abbastanza lontano da far cessare l'effetto dei magneti, consentendo alla molla di riportare lo stantuffo nella sua posizione neutra. Questo metodo operativo richiede un tipo di controller a solenoide leggermente diverso in grado di produrre l'impulso di corrente a polarità inversa richiesto.