에너지 절감형 솔레노이드 코일의 적정 소비전력 선택 방법

Q: 수동형 DC 코일에서 전압이 낮아져도 전류가 증가하지 않는 이유는 무엇입니까?

정상 상태에서 수동형 DC 코일은 I = V/R 관계를 따릅니다. 저항이 변하지 않으면 단자 전압이 낮아질수록 전류와 소비전력이 감소합니다. 고온의 구리 권선은 저항이 더 크므로 전류가 더 감소합니다. 정전류 또는 피크-홀드 전자회로는 다르게 작동하므로 제어 설정과 데이터시트를 기준으로 분석해야 합니다.

에너지 절감형 솔레노이드 코일의 적정 소비전력은 실제 설치 단자 전압에서 확실히 흡인되고, 흡인 상태를 유지하며, 정해진 시간 안에 해제되고, 전기적·열적 한계 이내에서 작동하는 승인된 밸브-코일 조합의 소비전력입니다. 포트 크기나 공칭 전압만 보거나 소비전력 수치만 비교해서는 안전하게 선정할 수 없습니다.

정확한 밸브 부품 번호와 작동 범위부터 확인하십시오. 그런 다음 코일의 흡인 전류 또는 피크 전류, 유지 전류, 허용 전압 범위, 듀티 정격, 온도 한계, 커넥터 전자회로, 서지 억제 방식 및 응답 데이터를 검토해야 합니다. 마지막으로 PLC 출력과 배선이 과도한 전압 강하 없이 피크 전류를 공급할 수 있는지 확인하고, 최악 조건에서 조립된 회로를 검증하십시오.

핵심 요점

Festo는 24 VDC 소비전력을 1 W에서 0.35 W로 낮추는 VUVG 옵션을 제시하지만, 이 값은 특정 구성에만 해당합니다.

수동형 DC 코일에서는 단자 전압이 낮아지면 전류와 소비전력이 감소하며, 전류가 증가하지 않습니다.

피크-홀드 드라이버에서는 피크 전류, 피크 유지 시간, 유지 전류 및 PWM 설정을 각각 확인해야 합니다.

PLC의 출력점, 그룹, 모듈 및 돌입 전류 한계를 모두 점검해야 합니다.

최종 선정은 실제 설치 상태에서 저전압, 고온, 저온, 압력, 타이밍 및 해제 시험을 거쳐야 합니다.

코일 정격 소비전력은 제조사가 정해진 조건에서 명시한 전기 입력입니다. 밸브 전환력을 직접 측정한 값은 아닙니다.

피크-홀드 제어는 가동철심을 움직일 수 있도록 일정 시간 높은 전류를 인가한 다음, 흡인 후 유지 전력과 발열을 줄이기 위해 전류를 낮춥니다. 피크 전류, 전환 시간 및 유지 전류 수준은 밸브와 코일에 맞아야 합니다.

동영상: 에너지 절감형 솔레노이드 코일의 적정 소비전력 선택 방법. 동영상으로 개요를 파악한 뒤, 이 가이드의 제조사별 확인 항목과 바로잡은 전기 계산을 적용하십시오.

코일 소비전력은 밸브, 드라이버, 배선, 온도 및 타이밍을 종합적으로 검토할 때 확인해야 하는 한 가지 입력 조건입니다.

솔레노이드 코일을 선정할 때 소비전력만으로 충분하지 않은 이유는 무엇입니까?

Festo의 2026년 5월 VUVG 기술 자료에는 24 VDC 구성의 소비전력이 1 W이며, 유지 전류 저감 기능을 적용하면 0.35 W라고 명시되어 있습니다. 이 수치는 실제 에너지 절감 옵션이 있음을 보여주지만, 모든 밸브 크기나 회로에 적용되는 보편적인 소비전력을 의미하지는 않습니다(Festo VUVG 기술 자료, 2026).

코일의 전기 입력은 전기기계 시스템을 구성하는 한 요소일 뿐입니다. 밸브 제조사는 권선, 자극 형상, 공극, 가동철심 질량, 복귀 스프링, 마찰, 파일럿 구조, 압력에 의한 힘, 씰 및 허용 온도 상승을 이미 조정해 놓았습니다. 전압과 소비전력이 같은 두 코일이라도 전류 파형, 자기력, 스트로크 또는 해제 동작이 같지 않을 수 있습니다.

같은 이유로, 자기력이 전류의 제곱에 비례하고 공극의 제곱에 반비례한다는 이상화된 설명은 선정 방정식이 아닙니다. 실제 솔레노이드에는 누설 자속, 프린징, 자기 포화, 불균일한 공극, 와전류 효과 및 형상별 힘 곡선이 존재합니다. 제조사가 힘-전류 데이터나 응답 데이터를 제공하면 이를 사용하십시오. 그렇지 않으면 승인된 밸브-코일 조합을 사용하고 시험해야 합니다.

흡인을 방해하는 부하는 다음과 같습니다.

복귀 스프링 힘과 가동철심 관성
씰과 베어링의 초기 구동 마찰
밸브 구조에 따라 달라지는 압력 및 유동력
파일럿 작동식 밸브의 파일럿 압력 요건
오염, 윤활 상태, 진동 및 저온의 영향
해제 동작에 영향을 주는 잔류 자성과 기계적 공차

따라서 포트 크기는 소비전력을 바로 찾아볼 수 있는 기준이 아닙니다. 소형 파일럿 작동식 밸브는 솔레노이드가 주 유로의 밀봉 요소가 아니라 파일럿 요소만 움직이므로, 더 작은 직동식 밸브보다 코일 소비전력이 낮을 수 있습니다. 서로 다른 밸브 구조를 비교하기 전에 스풀식과 포핏식 밸브의 유로 가이드를 확인하십시오.

올바른 사양 단위는 “24 VDC, 2 W 코일”이 아닙니다. “이 밸브 구동부에 장착된 이 코일을 이 커넥터 또는 드라이버와 조합하고, 이 출력 회로에서 전원을 공급하며, 이 전압 및 온도 범위에서 사용하는 구성”이어야 합니다. 소비전력으로 후보를 추릴 수는 있지만 전체 구성을 확인해야만 승인할 수 있습니다.

고정 전력 코일과 피크-홀드 코일은 어떻게 작동합니까?

Texas Instruments의 DRV110에는 피크 전류, 피크 유지 시간, 유지 전류 및 PWM 주파수라는 네 가지 독립적인 제어값이 있습니다. 이러한 구분은 피크-홀드 코일을 하나의 정상 상태 소비전력 값만으로 정확히 나타낼 수 없는 이유를 보여줍니다(Texas Instruments DRV110; DRV110 데이터시트).

전압 출력에 직접 연결된 수동형 DC 코일에는 저항과 인덕턴스에 따라 전류가 흐릅니다. 전원이 인가되면 전류가 정상 상태 값까지 상승합니다. 이후 전기 에너지는 권선에서 열로 바뀌고, 이 열은 구동부, 밸브 본체, 커넥터, 주변 공기 및 장착 구조물로 전달됩니다.

반면 피크-홀드 컨트롤러는 전류 파형을 제어합니다. 가동철심을 움직이기 위한 정해진 피크 전류를 공급하고, 정해진 피크 유지 시간 동안 기다린 다음, 전류를 유지 수준으로 낮춥니다. 유지 전류를 낮추면 정상 상태 발열을 줄일 수 있지만, 먼저 확실히 흡인되어야 합니다. 피크 전류가 너무 낮거나 피크 유지 시간이 너무 짧으면 가동철심이 중간에 멈출 수 있습니다. 유지 전류가 너무 낮으면 진동, 압력, 온도 또는 오염으로 인해 탈락할 수 있습니다.

DRV110 제어 구조를 바탕으로 나타낸 개념적인 피크-홀드 전류 프로파일입니다. 올바른 설정은 선택한 코일과 밸브에 따라 달라지므로, 이 선도에는 보편적인 전류값과 시간값을 의도적으로 표시하지 않았습니다.

일부 에너지 절감형 코일은 커넥터나 구동부에 전자회로가 내장되어 있습니다. 외부 드라이버가 필요한 제품도 있습니다. 평균 소비전력을 낮출 수 있을 것이라는 이유만으로 일반 코일에 외부 PWM을 추가하지 마십시오. 권선, 플라이백 회로, 출력 트랜지스터, 커넥터 LED, 진단 회로, 전자기 적합성 동작 및 해제 시간 요건이 모두 이 방식을 지원해야 합니다. PWM 제어 가이드에서 제어 원리를 더 자세히 설명합니다.

선정 시 어떤 전기 계산이 필요합니까?

ABB는 권선 저항 계산에 켈빈당 약 0.0039의 구리 저항 온도계수를 사용합니다. 고온의 구리 권선은 저온일 때보다 저항이 크므로, 전압으로 구동되는 수동형 DC 코일은 온도가 올라갈수록 정상 상태 전류가 감소합니다(ABB 응용 자료).

수동형 DC 코일의 정상 상태에서는 다음 식이 성립합니다.

I = \frac{V_{\mathrm{coil}}}{R_T}

P = V_{\mathrm{coil}} I = \frac{V_{\mathrm{coil}}^2}{R_T}

여기서 $I$ 는 코일 전류, $V_{\mathrm{coil}}$ 은 전원이 인가된 코일 단자에서 측정한 전압, $R_T$ 는 온도 $T$ 에서의 권선 저항, $P$ 는 권선 입력 전력입니다. 이 관계식은 인덕턴스 과도 상태가 지난 뒤의 수동형 DC 권선에 적용됩니다. 전류 제어식 피크-홀드 드라이버에는 적용되지 않습니다.

기록된 기준 측정값으로 고온 권선 저항을 추정합니다.

R_T = R_{\mathrm{ref}}\left[1 + \alpha\left(T - T_{\mathrm{ref}}\right)\right]

여기서 $R_{\mathrm{ref}}$ 는 기준 온도 $T_{\mathrm{ref}}$ 에서의 저항, $R_T$ 는 온도 $T$ 에서의 저항, $\alpha$ 는 도체 및 기준 조건에 맞는 온도계수입니다. 가능하면 코일 제조사가 제공한 데이터를 사용하십시오.

중요한 전압은 전원 공급기의 명판값이 아니라 코일 단자에 걸리는 전압입니다.

V_{\mathrm{coil}} = V_{\mathrm{supply}} - \Delta V_{\mathrm{output}} - I R_{\mathrm{loop}}

여기서 $V_{\mathrm{supply}}$ 는 부하가 걸린 상태의 공급 전압, $\Delta V_{\mathrm{output}}$ 은 PLC 또는 드라이버의 ON 상태 전압 강하, $R_{\mathrm{loop}}$ 는 송전선과 귀환선, 단자, 커넥터 및 접점의 저항을 모두 포함한 값입니다. 밸브를 분리한 상태에서만 측정하지 말고 피크 전류가 흐르는 구간에 이 값들을 측정하십시오.

흔히 발생하는 저전압 계산 오류 바로잡기

20°C 기준에서 정격 24 VDC, 11 W인 가상의 수동형 코일을 예로 들겠습니다. 계산된 기준 저항은 다음과 같습니다.

R_{\mathrm{ref}} = \frac{V_{\mathrm{rated}}^2}{P_{\mathrm{rated}}} = \frac{(24\ \mathrm{V})^2}{11\ \mathrm{W}} \approx 52.36\ \Omega

추정 권선 온도가 80°C이고 $\alpha$ 가 켈빈당 0.00393이면, 추정 고온 저항은 약 64.7 Ω입니다. 코일 단자 전압이 19.5 V일 때:

I = \frac{19.5\ \mathrm{V}}{64.7\ \Omega} \approx 0.301\ \mathrm{A}

P = \frac{(19.5\ \mathrm{V})^2}{64.7\ \Omega} \approx 5.88\ \mathrm{W}

단자 전압이 낮아져도 전류가 0.524 A로 증가하지 않습니다. 이러한 잘못된 결과는 11 W 정격을 일정한 값으로 취급하고 이를 21 V 또는 19.5 V로 나누기 때문에 발생합니다. 수동 저항 소자는 일정 전력을 유지하지 않습니다. 또한 19.5 V는 24 V의 81.25%에 불과하므로, 자동으로 허용 가능한 값이라고 단정하지 말고 정확한 밸브-코일의 허용 전압 범위와 비교해야 합니다.

이 계산만으로 밸브가 전환된다는 사실을 입증할 수는 없습니다. 전기적 조건을 추정한 것에 불과합니다. 자기 성능, 압력 성능, 응답 및 온도 상승은 해당 구성의 시험 결과나 카탈로그를 통해 확인해야 합니다. 별도의 솔레노이드 허용 전압 가이드를 사용하여 공급 전압 범위를 설정하고, 관련 과도 동작은 코일 인덕턴스가 솔레노이드 응답에 미치는 영향을 참고하십시오.

PLC 출력 용량과 동시 돌입 전류는 어떻게 확인해야 합니까?

Siemens ET 200SP 디지털 출력 모듈 한 모델은 0.5 A 정격의 24 VDC 출력 8점으로 규정되어 있으며, 설명서에는 모듈, 단락, 부하 및 진단 조건도 별도로 정의되어 있습니다. 이는 “24 VDC 출력”이라는 정보만으로 코일을 승인할 수 없는 이유를 보여줍니다(Siemens ET 200SP 설명서).

해당되는 모든 한계를 점검하십시오.

출력점당 연속 전류
출력점당 피크 또는 서지 전류와 허용 지속 시간
그룹, 공통선, 커넥터 및 모듈당 총전류
주변 온도에 따른 디레이팅과 장착 방향 한계
필요한 전류에서의 출력 ON 상태 전압 강하
OFF 상태 누설 전류 및 잔류 전압
단락, 과부하, 무부하 및 단선 진단
스위칭 주파수, 유도 부하 정격 및 외부 서지 억제 규칙

동시에 명령되는 밸브 그룹에서는 발생 가능한 최악의 피크 전류를 계산하십시오.

I_{\mathrm{group,peak}} = \sum_{k=1}^{n} I_{\mathrm{peak},k}

여기서 $I_{\mathrm{group,peak}}$ 는 동시 그룹 전류, $I_{\mathrm{peak},k}$ 는 밸브 $k$ 의 피크 전류, $n$ 은 전류가 겹칠 수 있는 코일 수입니다. 동일한 전원 분기에 연결된 다른 부하도 더한 다음, 전원 공급기, 퓨즈, 출력 모듈, 커넥터 및 공통 귀환 경로를 평가하십시오.

소프트웨어에서 작동 시간을 엇갈리게 설정했다고 해서 전기적 피크가 없어지는 것은 아닙니다. 비상 복구, 기동 초기화, 레시피 변경, 통신 복구 또는 동시 인터록으로 여러 출력이 함께 명령될 수 있습니다. 시차 작동이 제어 요건이라면 보장되는 지연 시간을 문서화하고 비정상 재기동 상태를 시험하십시오.

발생 가능한 최대 그룹에 전원이 인가된 상태에서 모듈과 가장 먼 코일의 부하 공급 전압을 측정하십시오. 짧은 케이블 하나로 진행한 벤치 시험에서는 매니폴드 전체에 영향을 주는 공통 귀환선의 전압 강하를 놓칠 수 있습니다. 짧은 피크나 드라이버 전환이 관련된 경우에는 오실로스코프 또는 고속 로거 파형을 사용하는 것이 좋습니다.

가장 유용한 전압 측정은 출력 모듈 전원과 코일 단자에 각각 연결한 두 개의 동기화된 채널을 사용합니다. 두 채널의 차이를 보면 공급 전압 강하와 출력부, 커넥터 및 케이블 손실을 구분할 수 있습니다. 캐비닛에서 멀티미터 하나로 측정하면 “24 V”가 표시되더라도, 흡인 중 원격 코일에는 상당히 낮은 전압이 공급될 수 있습니다.

온도, 듀티, 압력 및 응답 시간은 선정 결과를 어떻게 바꿉니까?

ISO 12238:2023은 전기식 또는 공압식으로 작동하는 2위치 및 3위치 방향 제어 밸브의 전환 시간 시험 절차를 규정합니다. 측정 체계를 제공하는 표준이며, 모든 제품에 적용되는 응답 시간이나 허용 소비전력을 제시하는 것은 아닙니다(ISO 12238:2023).

온도는 권선과 밸브 모두에 영향을 줍니다. 구리의 저항은 온도가 올라갈수록 증가하므로, 전압이 일정할 때 수동형 코일 전류는 감소합니다. 한편 고온 또는 저온 상태의 씰, 윤활유 점도, 치수 변화, 파일럿 유량 및 전자회로는 기계적 동작을 바꿀 수 있습니다. 따라서 주변 온도, 유체 온도, 인클로저 온도, 인접 밸브의 발열, 장착 상태, 공기 흐름 및 통전 듀티는 정확한 데이터시트에서 확인하고, 가능한 범위에서 검증 시험에 재현해야 합니다.

압력도 실제 밸브 구조에 따라 작용합니다. 직동식 구동부는 해당 압력에 의해 발생하는 힘을 이겨내며 밀봉 요소를 움직여야 합니다. 파일럿 작동식 밸브는 먼저 파일럿 단을 작동시켜야 하며, 주 밸브 단을 전환하기에 충분한 파일럿 압력과 유량도 확보해야 합니다. 규정된 압력 범위를 벗어난 작동 문제를 더 높은 소비전력으로 보상할 수는 없습니다.

듀티는 단순한 “연속 정격” 표기보다 자세히 검토해야 합니다. 다음 항목을 기록하십시오.

최대 연속 통전 시간
스위칭 주파수 및 최소 비통전 시간
인접한 상태에서 동시에 통전되는 코일 수
기동 및 비정상 상태의 명령 패턴
캐비닛, 매니폴드 및 유체 온도
각 시험 조건에서 요구되는 흡인 및 해제 시간

명확하게 정의된 전기적 사건부터 명확하게 정의된 공압적 사건까지의 응답 시간을 측정하십시오. 코일 전류 상승, 가동철심 이동, 스풀 전환, 포트 압력 변화, 배관 충전 및 액추에이터 동작은 서로 다른 지연입니다. 밸브 응답 시간 측정 가이드에서 이러한 경계를 구분하는 방법을 설명합니다.

서지 억제 방식과 극성은 어떻게 맞춰야 합니까?

SMC의 최신 S070 지침은 전압과 커넥터 구성에 따라 다이오드 또는 배리스터 보호를 명시하고, 해당 DC 사양의 극성도 표시합니다. 이는 전압과 소비전력만이 아니라 전체 부품 번호를 기준으로 선정해야 하는 또 다른 이유입니다(SMC S070 지침).

유도성 코일의 전류를 차단하면 과도 전압이 발생합니다. 서지 억제 회로는 스위칭 소자를 보호하지만, 클램프 방식에 따라 전류가 감소하는 속도가 달라집니다. 일반적인 플라이백 다이오드는 보통 더 높은 전압의 TVS나 기타 승인된 회로보다 클램프 전압이 낮고 전류 감쇠가 느립니다. 전류 감쇠가 느리면 가동철심과 스풀의 해제가 지연될 수 있습니다.

다음 인터페이스를 함께 점검하십시오.

코일 극성, 커넥터 핀 배열, LED, 정류기 및 서지 억제 회로
PLC 트랜지스터 유형과 허용 유도 부하
내장형 또는 외장형 클램프 위치
최대 출력 전압과 과도 에너지 정격
요구 해제 시간과 안전한 비통전 상태
잔류 누설 전류와 진단 호환성

전압 강하를 해결하려고 코일 양단에 범용 커패시터를 추가하지 마십시오. 출력 서지 전류를 늘리고, 해제를 늦추고, 진단을 방해하거나 출력의 용량성 부하 한계를 초과할 수 있습니다. 커넥터에 서지 억제 소자가 이미 내장되어 있다면, 두 제조사가 조합을 승인하지 않는 한 별도의 억제 소자를 중복으로 연결하지 마십시오.

안전은 시스템의 속성입니다. ISO 13849-1:2023은 제어 시스템의 안전 관련 부품을 설계하기 위한 방법론을 설명하며, 코일의 소비전력이 낮거나 커넥터에 서지 억제 회로가 있다는 이유만으로 해당 코일에 안전 등급을 부여하지 않습니다(ISO 13849-1:2023). 회로 구조, 진단, 고장 대응, 밸브 동작 및 검증이 요구되는 안전 기능을 뒷받침해야 합니다.

실무적인 솔레노이드 코일 소비전력 선정 절차

SMC의 최신 S070 지침에는 해당 제품군의 정격 전압 허용차가 ±10%라고 명시되어 있으며, 0.1 W 유지 옵션은 특정 24 VDC 플러그 리드선 구성에만 적용됩니다. 이러한 경계 조건은 선정 절차가 일반적인 저전력 범주가 아니라 정확한 주문 코드에서 끝나야 함을 보여줍니다(SMC S070 지침).

밸브의 작동 조건을 정의합니다. 기능, 정상 상태, 포트, 요구 유량, 압력 범위, 파일럿 조건, 유체, 스위칭 주파수, 통전 시간 및 요구 흡인·해제 시간을 기록합니다.
밸브 구조를 먼저 선정합니다. 정확한 밸브 또는 매니폴드 스테이션이 공압 및 환경 요건을 충족하는지 확인합니다.
승인된 코일 옵션을 나열합니다. 각 코일과 커넥터의 정확한 공칭 전압, 허용 전압 범위, 피크 또는 돌입 전류, 피크 유지 시간, 유지 전류 또는 전력, 듀티, 온도 한계, 절연, 보호, 극성 및 응답 데이터를 수집합니다.
실제 설치 전기 범위를 계산합니다. 부하가 걸린 상태의 공급 전압 허용차, 출력 전압 강하, 고온·저온 배선 저항, 단자, 커넥터 및 공통 귀환선을 포함합니다. 수동형 코일 계산과 제어형 드라이버 동작을 구분합니다.
제어 하드웨어를 점검합니다. 연속 전류와 동시 피크 전류에 대한 출력점, 그룹, 모듈, 커넥터, 공통선, 퓨즈 및 전원 공급기의 한계를 확인합니다.
서지 억제 방식과 진단을 맞춥니다. 클램프 유형, 극성, 해제 시간에 미치는 영향, 잔류 전류 및 무부하 또는 단선 진단 동작을 확인합니다.
조립된 회로를 검증합니다. 출시 전에 정확한 밸브, 코일, 커넥터, 케이블, 출력, 전원 공급기, 압력, 온도, 듀티 및 소프트웨어 명령 패턴을 시험합니다.

이 절차에서는 소비전력 최적화보다 밸브의 공압 작동 조건을 우선합니다. 카탈로그 선정과 실제 설치 검증이 모두 필요합니다.

이 절차는 서로 다른 두 가지 결정이 겹치는 것도 방지합니다. 카탈로그 밸브를 선정하는 대신 전자기 액추에이터를 설계하는 경우에는 전자 플런저 힘 계산 가이드를 사용하십시오. 정확히 호환되는 구성이 이미 정해졌고 공장 전체의 에너지 또는 투자 회수 효과만 검토하면 되는 경우에는 저전력 솔레노이드 밸브 비즈니스 가이드를 사용하십시오.

선정한 코일은 어떻게 검증해야 합니까?

SMC S070 지침은 명시된 전압, 압력, 온도, 진동 및 충격 조건 내에서 작동하도록 요구하고, ISO 12238:2023은 재현 가능한 전환 시간 시험 경계를 정의합니다. 두 자료 모두 실온에서 밸브가 한 번 작동하는지만 확인하는 벤치 시험이 아니라 실제 설치 구성을 검증해야 함을 뒷받침합니다(SMC S070 지침; ISO 12238:2023).

양산품과 동등한 하드웨어를 사용하고 펌웨어 또는 로직 버전을 기록하십시오. 최소한 다음 항목을 시험해야 합니다.

시험 조건	적용 조건	기록 항목
최소 단자 전압	발생 가능한 최저 부하 공급 전압, 최대 케이블 전압 강하, 고온 권선	코일 전압과 전류 파형, 흡인 성공 여부, 전환 시간
저온 기동	규정된 최저 주변 및 유체 조건	첫 사이클 흡인, 파일럿 동작, 타이밍, 반복성
고온 정상 상태	최대 듀티, 인접 코일 통전, 최대 주변 및 유체 온도	코일 또는 구동부 온도, 유지 안정성, 전류, 타이밍
압력 한계	해당되는 최소 파일럿 압력과 최대 작동 압력	완전한 스풀 전환, 포트 압력 파형, 누설, 타이밍
동시 명령	발생 가능한 최대 중첩 출력과 재기동 순서	공급 및 공통 귀환 전압 강하, 모듈 상태, 진단
비통전	승인된 서지 억제 방식과 최악의 고온 조건	전류 감쇠, 가동철심 또는 압력 해제 시간, 안전 상태
내구성 표본	대표적인 스위칭 및 통전 듀티	전류, 온도, 타이밍, 누설 및 고장 이력의 변화

명령 신호 및 밸브 상태 표시값과 동일한 시간축에서 코일 단자 전압과 전류 파형을 측정하십시오. 밸브 상태 표시값으로는 포트 압력이나 검증된 스풀 위치 신호를 사용할 수 있습니다. 작동음이나 LED 점등만으로는 스풀이 요구 위치에 도달했음을 입증할 수 없습니다.

시험 전에 합격 기준을 정하십시오. 제조사 정격, 기계의 타이밍 허용 범위, 요구 안전 상태 및 제어 하드웨어 한계를 사용해야 합니다. 온도, 오염, 케이블 손실 및 압력 영향을 포괄한다고 가정하여 보편적인 1.5 또는 2.0 안전계수를 임의로 만들지 마십시오. 각 불확실성은 물리적으로 서로 다른 영향을 줍니다.

승인된 전체 구성을 기록하십시오.

밸브, 매니폴드, 코일, 커넥터, 씰 및 전압 주문 코드
전원 공급기, 출력 모듈, 채널, 퓨즈 및 배선 세부사항
서지 억제 방식 및 극성
해당되는 경우 피크 전류, 피크 유지 시간, 유지 전류 및 PWM 설정
소프트웨어 시차 작동 또는 재기동 규칙
시험 조건, 계측기, 원시 파형, 결과 및 승인 개정 번호

이 항목 중 하나라도 변경되면 영향 검토를 수행하십시오. 인쇄된 소비전력이 같더라도 커넥터를 교체하면 서지 억제, 극성, 진단 및 해제 시간이 달라질 수 있습니다.

선정 원칙

Festo의 1 W에서 0.35 W로 낮추는 옵션과 SMC의 0.35 W에서 0.1 W로 낮추는 피크-홀드 예시는 특정 제품 구성에서 유지 전력을 의미 있게 줄일 수 있음을 입증합니다. 두 수치 모두 다른 밸브 제품군의 일반적인 목표값은 아닙니다(Festo VUVG 기술 자료; SMC S070 지침).

실제 공압 작동 조건, 단자 전압, 전류 용량, 온도, 타이밍, 서지 억제, 진단 및 해제 점검을 통과하는 승인된 코일 구성 중 소비전력이 가장 낮은 구성을 선택하십시오. 표에서 소비전력이 가장 낮은 제품을 먼저 고른 뒤 밸브를 억지로 맞추려 해서는 안 됩니다.

새 기계를 설계하는 경우 밸브 공급업체에 정확한 전류 파형, 허용 전압 범위, 응답 시험 조건, 열적 한계, 서지 억제 회로 및 호환 출력 요건을 요청하십시오. 벱토 뉴매틱은 샘플 주문 전에 이러한 항목이 밸브 및 매니폴드 구성에 적합한지 교차 확인할 수 있도록 지원합니다.

자주 묻는 질문

Texas Instruments는 피크-홀드 드라이버 설정을 네 가지로 구분하며, ISO 13849-1:2023은 안전을 제어 시스템 설계 문제로 다룹니다. 아래 다섯 가지 질문은 이러한 경계를 일반적인 사양 선정 오류에 적용한 것입니다(Texas Instruments DRV110; ISO 13849-1:2023).

코일 소비전력만으로 솔레노이드 밸브의 호환성을 판단할 수 있습니까?

아닙니다. 소비전력으로는 밸브 구동부 형상, 압력에 의한 힘, 파일럿 구조, 권선 온도, 전류 파형, 커넥터 전자회로, 서지 억제 방식 또는 응답을 알 수 없습니다. 정확한 밸브와 전압에 승인된 코일을 선정한 다음 실제 설치 상태의 전기 및 공압 작동 범위를 확인해야 합니다.

수동형 DC 코일에서 전압이 낮아져도 전류가 증가하지 않는 이유는 무엇입니까?

정상 상태에서 수동형 DC 코일은 $I = V/R$ 관계를 따릅니다. 저항이 변하지 않으면 단자 전압이 낮아질수록 전류와 소비전력이 감소합니다. 고온의 구리 권선은 저항이 더 크므로 전류가 더 감소합니다. 정전류 또는 피크-홀드 전자회로는 다르게 작동하므로 제어 설정과 데이터시트를 기준으로 분석해야 합니다.

유지 전력을 줄이기 위해 일반 솔레노이드 코일에 PWM을 추가해도 됩니까?

코일, 밸브, 드라이버, 출력 하드웨어, 서지 억제, 진단 및 전자기 적합성 요건이 모두 허용하는 경우에만 가능합니다. 피크 전류, 피크 유지 시간, 유지 전류 및 PWM 주파수를 검증해야 합니다. 승인되지 않은 PWM을 사용하면 흡인이 불완전하거나 코일이 탈락하고, 드라이버에 과도한 스트레스, 소음 또는 열이 발생하거나 해제가 지연될 수 있습니다.

유지 소비전력이 낮으면 밸브를 안전 기능에 사용할 수 있습니까?

아닙니다. 낮은 소비전력은 에너지 및 열적 특성이지 안전 범주나 성능 수준이 아닙니다. 안전 기능은 기계 위험성 평가와 관련 표준에서 요구하는 제어 구조, 밸브 동작, 진단, 고장 대응, 공통 원인 제어 및 검증에 따라 결정됩니다.

코일을 승인하기 전에 어떤 조건을 시험해야 합니까?

정확한 설치 구성을 대상으로 부하가 걸린 최소 단자 전압, 저온 기동, 최대 듀티와 온도, 해당 압력 한계, 최대 동시 출력 부하, 비정상 재기동 및 비통전 조건을 시험하십시오. 사전에 정한 합격 기준에 따라 전류, 코일 전압, 온도, 밸브 상태 타이밍, 진단, 누설 및 안전 상태 동작을 기록해야 합니다.

출처

Festo VUVG 기술 자료, 2026년 5월판.
SMC S070 안전 및 유지보수 지침, 2026년 7월 26일 확인.
Texas Instruments DRV110 제품 페이지 및 데이터시트.
ISO 12238:2023, 공압 방향 제어 밸브 전환 시간 시험.
ISO 13849-1:2023, 제어 시스템의 안전 관련 부품.
Siemens ET 200SP 디지털 출력 모듈 설명서.
ABB 권선 저항 온도 보정 자료.