Perché le piezo-valvole hanno bisogno di una tensione fino a 310 V
Il principio della tecnologia piezo non è paragonabile a quello di un'elettrovalvola. L'elemento centrale è la piezoceramica. Quando è caricata elettricamente, si verifica una polarizzazione che causa una flessione. Ciò è proporzionale alla tensione applicata e consente quindi un controllo proporzionale della portata o della pressione. Pertanto, maggiore è la tensione, maggiore è la portata. La curva di assorbimento di corrente è completamente diversa da quella di un'elettrovalvola proporzionale, la cui bobina deve essere sempre alimentata. Solo così si crea il campo magnetico che solleva l'indotto dalla sede della valvola. Una piezo-valvola, invece, non necessita di una corrente costante. Si comporta come un condensatore. Per caricare la ceramica una volta, è sufficiente una corrente iniziale e poi il consumo di energia si riduce praticamente a zero.
Come si controllano la portata e la pressione
Le piezo-valvole hanno una struttura molto semplice. Sono costituite da un alloggiamento con le porte in cui gli ugelli vengono co-iniettati. Il gas entra o esce attraverso di essi. Sono presenti uno o due dispositivi di piegatura, in piezoceramica, e una molla sopra ognuno di essi, che si occupa del ritorno in posizione.
La portata può essere facilmente controllata con una valvola di controllo direzione 2/2. Essa dispone di un dispositivo di piegatura e di due porte. A seconda della tensione applicata, l'apertura è tanto più ampia.
Una valvola di controllo direzione 3/3 dispone di tre porte e di due dispositivi di piegatura. Questa soluzione compatta consente una regolazione completa della pressione. È presente un dispositivo di piegatura per l'alimentazione o l'aumento della pressione e un secondo dispositivo di piegatura per lo scarico o la riduzione della pressione. Il terzo stato è chiuso, quindi la pressione viene mantenuta. Con una valvola 3/3, ad esempio, è possibile controllare molto facilmente la pressione. Non esiste una funzione 3/3 per le elettrovalvole.
Come integrare facilmente le piezo-valvole
Come già detto, le piezo-valvole non funzionano a 12 V, ma richiedono un'elettronica specifica. Per semplificare notevolmente questo controllo, Festo ha sviluppato un'elettronica di driver piezo con la nuova soluzione VAVE-P, che contiene esattamente le specifiche piezo.
VAVE-P funziona normalmente con 12-24 V e genera la tensione piezoelettrica. È incluso tutto il necessario per il controllo specifico delle piezo-valvole: una semplice elettronica di controllo open loop, la generazione di tensione a 310 V e lo stadio del driver piezo a 2 canali con limitazione di corrente.
L'elettronica a due canali può controllare due valvole per il controllo di flusso o una valvola 3/3 per la regolazione della pressione con controllo separato di alimentazione e scarico.
L'interfaccia è sempre la stessa, due ingressi analogici e l'alimentazione di tensione flessibile da 12 a 24 volt. Non esiste un modo più semplice per sostituire un'elettrovalvola proporzionale.
Ecco come la portata e la pressione vengono completamente regolate
Inoltre, esistono anche soluzioni che includono già tutti gli elementi per la regolazione completa della portata o della pressione. Il regolatore di portata compatto VEMD di Festo combina una piezo-valvola, un sensore di portata e un'elettronica di regolazione. Ciò consente di ottenere un rapporto assolutamente lineare tra la tensione di ingresso e la portata in uscita.
La controparte per la regolazione della pressione è la valvola proporzionale in pressione VEAB con due piezo-valvole, ciascuna con un bender piezoelettrico per l'alimentazione e un bender piezoelettrico per lo scarico. Inoltre, sono presenti l'elettronica e un sensore di pressione. Ciò rende possibile una regolazione completa della pressione closed loop in uno spazio di installazione minimo.
