Porque é que as válvulas piezoelétricas precisam de uma tensão de até 310 V?
O princípio da tecnologia piezoelétrica não é comparável ao de uma válvula solenoide. O elemento central é a cerâmica piezoelétrica. Quando se carrega eletricamente, produz-se uma polarização que provoca a flexão. Isto é proporcional à tensão aplicada e, por isso, permite a regulação da vazão proporcional ou da pressão. Portanto, quanto mais alta for a tensão, maior será o caudal. A curva de consumo de corrente é completamente diferente da curva de corrente de uma válvula solenoide proporcional, cuja bobina deve ser alimentada com corrente. Só assim é criado o magnético que levanta o induzido do assento da válvula. Por outro lado, uma válvula piezoelétrica não precisa de ser alimentada constantemente. Comporta-se como um condensador. Para carregar a cerâmica uma vez, uma corrente inicial é suficiente, com o consumo energético diminuindo praticamente para zero.
De que forma o caudal e a pressão são controlados?
A construção das válvulas piezoelétricas é muito simples. Consistem num corpo com as portas onde os bocais são injetados. O gás entra ou sai através destas portas. Há um ou dois dobradores de cerâmica piezoelétrica e uma mola por cima de cada um, que proporciona o retorno.
O caudal pode ser facilmente controlado com uma válvula de distribuição de 2/2 vias. Tem um dobrador e duas portas. Quanto mais tensão for aplicada, mais se abrirá.
Uma válvula de distribuição de 3/3 vias possui três portas e dois dobradores. Com esta solução compacta, é possível realizar um controlo completo da pressão. Há um dobrador para pressurizar ou aumentar a pressão e um segundo dobrador para descarregar ou reduzir a pressão. O terceiro estado está o fechado. Neste estado a pressão é mantida. Com uma válvula de 3/3 vias deste tipo é possível, por exemplo, controlar a pressão muito facilmente. As válvulas solenoide não têm esta função de 3/3 vias.
Como integrar facilmente as válvulas piezoelétricas?
Como já mencionado, as válvulas piezoelétricas não funcionam com 12 V, requerendo uma eletrónica especial. Para simplificar consideravelmente este controlo, a Festo desenvolveu, com a nova solução VAVE-P, uma eletrónica com circuito excitador piezoelétrico que inclui precisamente as especificidades piezoelétricas.
VAVE-P funciona normalmente com 12 a 24 V e gera a tensão piezoelétrica. Inclui-se tudo o que é necessário para o controlo específico das válvulas piezoelétricas: uma simples eletrónica de controlo de circuito aberto, fonte de tensão de 310 V e a fase do circuito excitador piezoelétrico de 2 canais com limitação de corrente.
A eletrónica de dois canais pode controlar duas válvulas para a regulação da vazão ou uma válvula de 3/3 vias para regular a pressão com controlo separado da pressurização e da descarga.
A interface é sempre a mesma, duas entradas analógicas e a fonte de alimentação flexível de 12 a 24 volts. Não existe uma maneira mais fácil de substituir uma válvula solenoide proporcional.
De que forma o caudal e a pressão são regulados completamente?
Além disso, também existem soluções que já incluem todos os elementos para a regulação completa da vazão ou da pressão. O regulador de vazão compacto VEMD da Festo combina uma válvula piezoelétrica, o sensor de caudal e um sistema eletrónico de regulação. Isto permite conseguir uma relação absolutamente linear entre a tensão de entrada e o caudal de saída.
O complemento ideal para a regulação da pressão é o regulador de pressão proporcional VEAB com duas válvulas piezoelétricas, cada uma com um atuador piezoelétrico de flexão para a pressurização e um atuador piezoelétrico de flexão para a descarga. Além disso, há a eletrónica e um sensor de pressão. Isto possibilita a implementação de uma regulação completa da pressão em circuito fechado no maior espaço de instalação.
