Van điện từ là thiết bị sử dụng lực điện từ để đóng mở, chuyển hướng hoặc điều khiển dòng khí, chất lỏng và một số loại môi chất khác trong hệ thống đường ống hoặc hệ thống khí nén. Van được điều khiển thông qua cuộn coil điện từ; khi cấp điện, từ trường sinh ra làm thay đổi trạng thái của cơ cấu bên trong van.

Van điện từ được sử dụng rộng rãi trong hệ thống khí nén, cấp nước, xử lý nước, HVAC, máy móc tự động hóa, dây chuyền sản xuất, hơi nước, dầu và các hệ thống điều khiển lưu chất. Tùy cấu tạo, van có thể là loại 2/2, 3/2, 5/2, 5/3, thường đóng NC, thường mở NO, tác động trực tiếp hoặc tác động gián tiếp.

Trên thị trường hiện nay có nhiều thương hiệu van điện từ như UNID, Airtac, TPC, ODE, SMC, Festo, Parker, ASCO và nhiều thương hiệu công nghiệp khác. Mỗi hãng có hệ thống model, kích thước, điện áp, vật liệu và thông số kỹ thuật riêng.

Van điện từ là gì?

Van điện từ tiếng Anh là Solenoid Valve. Đây là loại van được điều khiển bằng tín hiệu điện thông qua cuộn dây điện từ.

Khi chưa cấp điện, van giữ trạng thái mặc định theo thiết kế, chẳng hạn thường đóng (NC) hoặc thường mở (NO). Khi cấp điện cho coil, từ trường tác động lên lõi từ hoặc cơ cấu điều khiển, làm van chuyển sang trạng thái còn lại.

Đối với van khí nén, van điện từ thường được dùng để điều khiển hướng dòng khí đến xi lanh. Các cấu hình 3/2, 5/2 và 5/3 là những dạng phổ biến trong tự động hóa. Festo cũng phân loại van điều khiển hướng theo các cấu hình như 3/2 và 5/2 trong hệ thống khí nén.

Đối với van điều khiển lưu chất, van điện từ có thể sử dụng cấu hình 2/2 hoặc 3/2 tùy ứng dụng. SMC hiện cung cấp nhiều dòng van 2/3 cửa cho nước, khí, hơi, hóa chất và các loại lưu chất khác.

Cấu tạo van điện từ

Cấu tạo cụ thể thay đổi tùy loại van, nhưng một van điện từ cơ bản thường gồm các bộ phận chính:

Bộ phận	Chức năng
Coil điện từ	Nhận tín hiệu điện và tạo ra từ trường.
Lõi từ	Chuyển động dưới tác động của từ trường để điều khiển van.
Lò xo	Đưa cơ cấu van về vị trí ban đầu ở các thiết kế sử dụng lò xo hồi.
Thân van	Bao bọc các bộ phận bên trong và kết nối với hệ thống.
Cửa van	Các vị trí kết nối với đường khí hoặc đường ống.
Gioăng làm kín	Hạn chế rò rỉ giữa các khoang và vị trí kết nối.
Spool hoặc màng van	Điều khiển hướng hoặc đóng mở dòng môi chất tùy thiết kế.
Manual override	Cho phép thao tác thử bằng tay ở những model được trang bị.

Nguyên lý hoạt động của van điện từ

Nguyên lý cơ bản của van điện từ dựa trên việc chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học.

Khi chưa cấp điện

Van ở trạng thái mặc định. Với van thường đóng, đường lưu chất bị chặn. Với van thường mở, đường lưu chất được mở theo thiết kế.

Khi cấp điện

Dòng điện chạy qua coil tạo ra từ trường. Từ trường tác động lên lõi từ hoặc cơ cấu pilot, làm thay đổi trạng thái đóng mở hoặc hướng dòng môi chất.

Khi ngắt điện

Ở những thiết kế có lò xo hồi, cơ cấu van trở về vị trí ban đầu sau khi coil mất điện. Với van hai coil hoặc một số cấu hình đặc biệt, trạng thái van phụ thuộc vào thiết kế và tín hiệu điều khiển.

Phân loại van điện từ phổ biến

1. Van điện từ 2/2

Van 2/2 có 2 cửa và 2 vị trí. Đây là dạng phổ biến trong hệ thống đóng mở lưu chất.

Van 2/2 có thể được sử dụng cho nước, khí, dầu hoặc môi chất khác nếu vật liệu thân van, gioăng và cấu tạo đáp ứng điều kiện làm việc.

Các nhà sản xuất như SMC cung cấp nhiều dòng van điện từ 2 cửa với các kiểu tác động trực tiếp, pilot-operated, thường đóng hoặc thường mở.

2. Van điện từ 3/2

Van 3/2 có 3 cửa và 2 vị trí. Loại van này thường được sử dụng trong hệ thống khí nén để điều khiển xi lanh tác động đơn hoặc các cơ cấu khí nén cần ba cửa.

3. Van điện từ 5/2

Van 5/2 có 5 cửa và 2 vị trí, thường dùng để điều khiển xi lanh khí nén tác động kép.

Hai trạng thái của van cho phép thay đổi hướng cấp và xả khí ở hai phía của xi lanh.

4. Van điện từ 5/3

Van 5/3 có 5 cửa và 3 vị trí. Điểm khác biệt quan trọng là van có thêm vị trí trung tâm.

Tùy thiết kế, vị trí trung tâm có thể là:

• Trung tâm đóng.
• Trung tâm xả.
• Trung tâm áp suất.

Việc lựa chọn loại trung tâm phụ thuộc vào yêu cầu điều khiển của xi lanh và hệ thống.

Van điện từ thường đóng NC là gì?

NC – Normally Closed có nghĩa là thường đóng.

Khi chưa cấp điện, van ở trạng thái đóng. Khi cấp điện, van chuyển sang trạng thái mở theo thiết kế.

Van NC được sử dụng phổ biến trong hệ thống cần đảm bảo dòng môi chất không đi qua khi hệ thống chưa có tín hiệu điều khiển.

Van điện từ thường mở NO là gì?

NO – Normally Open có nghĩa là thường mở.

Khi chưa cấp điện, van ở trạng thái mở. Khi cấp điện, van chuyển sang trạng thái đóng.

NO thường được lựa chọn khi hệ thống yêu cầu lưu chất duy trì trạng thái lưu thông trong điều kiện mất điện hoặc chưa có tín hiệu điều khiển, tùy yêu cầu an toàn của hệ thống.

Loại	Khi chưa cấp điện	Khi cấp điện
NC	Đóng	Mở
NO	Mở	Đóng

Van điện từ khí nén

Van điện từ khí nén là nhóm van sử dụng tín hiệu điện để điều khiển dòng khí nén trong hệ thống tự động hóa.

Đây là loại van thường được sử dụng để điều khiển xi lanh, bộ truyền động khí nén, kẹp khí, cơ cấu nâng hạ và các thiết bị tự động.

Các cấu hình phổ biến gồm:

Loại van	Số cửa	Ứng dụng phổ biến
3/2	3 cửa – 2 vị trí	Xi lanh tác động đơn
5/2	5 cửa – 2 vị trí	Xi lanh tác động kép
5/3	5 cửa – 3 vị trí	Xi lanh cần chức năng trung tâm

SMC hiện có các nhóm van điện từ 4/5 cửa dành cho điều khiển xi lanh khí nén, trong khi Festo cũng phân loại van điều khiển hướng theo các cấu hình khí nén tương ứng.

Van điện từ nước

Van điện từ nước là loại van được thiết kế để đóng mở dòng nước bằng tín hiệu điện.

Van nước điện từ thường có cấu hình 2/2 và có thể sử dụng trong hệ thống cấp nước, máy móc, xử lý nước, tưới tiêu, HVAC và các thiết bị tự động hóa.

Tuy nhiên, không nên lựa chọn van chỉ dựa vào việc môi chất là nước. Cần kiểm tra thêm áp suất, nhiệt độ, kích thước đường ống, vật liệu thân van, vật liệu gioăng và lưu lượng.

Van điện từ hơi

Van điện từ hơi được thiết kế chuyên dụng cho môi chất hơi nước và phải đáp ứng giới hạn nhiệt độ, áp suất cũng như vật liệu làm kín phù hợp.

Không nên lấy một van điện từ dùng cho nước hoặc khí rồi mặc định sử dụng cho hơi. Ví dụ, SMC có các dòng van riêng dành cho điều khiển hơi và công bố vật liệu làm kín, kích thước cổng và phạm vi orifice riêng cho từng series.

Van điện từ khí

Van điện từ khí có thể được dùng để đóng mở hoặc điều khiển dòng khí tùy theo thiết kế. Khi lựa chọn cần xác định rõ loại khí, áp suất, nhiệt độ, lưu lượng và khả năng tương thích vật liệu.

Trong hệ thống khí nén thông thường, các van 3/2, 5/2 và 5/3 thường được dùng để điều khiển hướng khí đến cơ cấu chấp hành.

Van điện từ dầu

Van điện từ dầu cần sử dụng vật liệu thân van và gioăng phù hợp với loại dầu thực tế.

Không phải tất cả van điện từ đều có thể dùng cho dầu. Độ nhớt, nhiệt độ và thành phần của dầu có thể ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đóng mở và độ bền của van.

Van điện từ tác động trực tiếp và tác động gián tiếp

Tiêu chí	Tác động trực tiếp	Tác động gián tiếp/pilot
Nguyên lý	Coil tác động trực tiếp lên cơ cấu đóng mở	Coil điều khiển cơ cấu pilot để tác động lên van chính
Áp suất chênh lệch	Một số thiết kế có thể hoạt động từ áp suất thấp hoặc 0 bar	Thường cần điều kiện áp suất phù hợp tùy thiết kế
Kích thước lưu lượng	Thường phù hợp với lưu lượng nhỏ đến trung bình tùy model	Có thể đáp ứng lưu lượng lớn hơn với coil tương đối nhỏ
Ứng dụng	Thiết bị nhỏ, áp suất thấp, chân không hoặc ứng dụng đặc thù	Đường ống và lưu lượng lớn hơn tùy model

Thực tế, nhà sản xuất có thể cung cấp nhiều biến thể khác nhau. Festo hiện có van 2/2 tác động trực tiếp và van forced-pilot dành cho những điều kiện áp suất/lưu lượng khác nhau; SMC cũng phân chia rõ các dòng direct-operated và pilot-operated.

Van điện từ 220V

Van điện từ 220V là cách gọi theo điện áp của coil. AC220V không phải tên một loại van riêng.

Trên thị trường có nhiều dòng van sử dụng coil AC220V, nhưng điện áp cần được xác định chính xác theo mã sản phẩm. Không nên thay coil khác điện áp nếu chưa kiểm tra khả năng tương thích.

Van điện từ 24V

Van điện từ 24V thường được sử dụng trong hệ thống điều khiển tự động hóa, tủ điện và PLC.

DC24V là một trong những điện áp phổ biến trên nhiều dòng van công nghiệp. Tuy nhiên, cần phân biệt DC24V và AC24V vì đây là hai loại nguồn khác nhau.

Thông số kỹ thuật van điện từ

Thông số	Ý nghĩa
Model	Mã xác định chính xác cấu hình van.
Số cửa	2 cửa, 3 cửa, 5 cửa…
Số vị trí	2 vị trí hoặc 3 vị trí.
Điện áp	DC12V, DC24V, AC24V, AC110V, AC220V… tùy model.
Kích thước cổng	M5, G1/8, G1/4, G1/2, G1, mặt bích…
Áp suất	Áp suất làm việc cho phép theo model.
Nhiệt độ	Giới hạn nhiệt độ môi trường và môi chất.
Orifice	Đường kính lỗ thông dòng.
Cv	Đặc tính lưu lượng của van.
Môi chất	Khí, nước, dầu, hơi hoặc môi chất phù hợp.
Vật liệu	Đồng, inox, nhôm, nhựa hoặc vật liệu khác.
Kiểu tác động	Trực tiếp, pilot hoặc forced pilot tùy thiết kế.
Trạng thái	NC, NO hoặc cấu hình khác.

Cách chọn van điện từ phù hợp

Để chọn đúng van điện từ, không nên chỉ dựa vào kích thước đường ống. Nên xác định lần lượt các thông số sau:

1. Môi chất: nước, khí nén, hơi, dầu, hóa chất…
2. Chức năng: đóng mở lưu chất hay điều khiển hướng khí.
3. Số cửa và số vị trí: 2/2, 3/2, 5/2 hoặc 5/3.
4. Trạng thái: NC hoặc NO.
5. Kích thước: xác định kích thước kết nối phù hợp.
6. Áp suất: kiểm tra áp suất làm việc và chênh áp cần thiết.
7. Lưu lượng: xem Cv hoặc effective orifice.
8. Nhiệt độ: kiểm tra nhiệt độ môi chất và môi trường.
9. Điện áp: AC220V, DC24V hoặc điện áp khác.
10. Vật liệu: chọn thân van và gioăng phù hợp với môi chất.
11. Kiểu lắp đặt: nối ren, mặt bích, manifold hoặc kiểu lắp chuyên dụng.

Van điện từ theo vật liệu

Van điện từ đồng

Van điện từ đồng được sử dụng phổ biến trong các hệ thống nước, khí và một số ứng dụng công nghiệp có điều kiện làm việc phù hợp với vật liệu đồng.

Van điện từ inox

Van điện từ inox thường được lựa chọn khi cần khả năng chống ăn mòn hoặc yêu cầu vệ sinh cao hơn. Inox 304 và inox 316 là hai vật liệu thường gặp.

Việc chọn inox 304 hay 316 cần căn cứ vào môi chất, nhiệt độ, nồng độ hóa chất, chloride và điều kiện vận hành thực tế.

Van điện từ nhựa

Van điện từ nhựa có thể được sử dụng trong một số hệ thống hóa chất hoặc môi chất mà vật liệu nhựa đáp ứng được yêu cầu. Cần kiểm tra khả năng tương thích hóa chất trước khi lựa chọn.

Ứng dụng của van điện từ

• Hệ thống khí nén.
• Điều khiển xi lanh khí nén.
• Máy tự động hóa.
• Dây chuyền sản xuất.
• Hệ thống cấp nước.
• Hệ thống xử lý nước.
• HVAC.
• Máy móc công nghiệp.
• Hệ thống hơi.
• Điều khiển dầu.
• Hệ thống tưới tự động.
• Thiết bị đóng mở lưu chất.
• Hệ thống điều khiển bằng PLC.

Ưu điểm của van điện từ

• Điều khiển tự động bằng tín hiệu điện.
• Đóng mở nhanh đối với nhiều thiết kế.
• Có nhiều cấu hình 2/2, 3/2, 5/2 và 5/3.
• Có nhiều lựa chọn điện áp.
• Có thể tích hợp vào hệ thống PLC và tự động hóa.
• Nhiều lựa chọn vật liệu và kích thước.
• Có các dòng chuyên dụng cho nước, khí, dầu, hơi và môi chất đặc biệt.

Nhược điểm của van điện từ

• Coil cần được lựa chọn đúng điện áp.
• Không phải mọi van đều phù hợp với mọi môi chất.
• Một số van pilot yêu cầu áp suất chênh lệch tối thiểu.
• Nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng đến coil và vật liệu làm kín nếu vượt giới hạn thiết kế.
• Cần kiểm tra độ sạch của môi chất để hạn chế ảnh hưởng đến cơ cấu đóng mở.
• Van điều khiển lưu chất và van đảo chiều khí nén có cấu tạo khác nhau, không thể thay thế tùy ý.

Van điện từ khác van cơ như thế nào?

Tiêu chí	Van điện từ	Van cơ
Phương thức vận hành	Tín hiệu điện	Tay gạt, tay quay hoặc cơ cấu cơ khí
Tự động hóa	Có thể tích hợp	Thường cần thao tác thủ công
Điều khiển từ xa	Có thể	Hạn chế
Ứng dụng	Tự động hóa và đóng mở tự động	Đường ống và hệ thống vận hành thủ công

Van điện từ và van khí nén khác nhau thế nào?

Hai khái niệm này dễ gây nhầm lẫn. Van điện từ nói đến phương thức điều khiển bằng điện từ, còn van khí nén là khái niệm rộng hơn, có thể bao gồm van điều khiển hướng, van điều khiển lưu lượng, van điều áp và nhiều loại van khác trong hệ thống khí nén.

Trong thực tế, van điện từ khí nén chính là loại van sử dụng coil điện từ để điều khiển hướng dòng khí nén.

Các thương hiệu van điện từ phổ biến

Thương hiệu	Nhóm sản phẩm tiêu biểu
UNID	Van điện từ nước, khí, hơi, dầu; đồng và inox.
Airtac	Van khí nén 3V, 4V và van điều khiển lưu chất 2W, 2WA.
TPC	Van khí nén DV, RDS và van 2/2 DW.
SMC	Van điện từ khí nén và van điều khiển lưu chất.
Festo	Van điều khiển hướng, cụm van và van process/fluid.
ODE	Van điện từ cho nhiều loại môi chất và ứng dụng công nghiệp.

Danh mục thực tế của từng thương hiệu rất rộng và model có thể khác nhau về điện áp, kích thước, áp suất, vật liệu và môi chất. Vì vậy khi so sánh cần đặt các model cụ thể cạnh nhau thay vì chỉ so sánh tên thương hiệu.

Van điện từ giá bao nhiêu?

Giá van điện từ phụ thuộc vào thương hiệu, model, kích thước, vật liệu, điện áp, áp suất, môi chất, kiểu tác động và số lượng.

Một van điện từ khí nén 3/2 hoặc 5/2 kích thước nhỏ sẽ có mức giá khác với van 2/2 inox dùng cho môi chất đặc biệt hoặc van điện từ hơi kích thước lớn.

Để báo giá chính xác, nên cung cấp ít nhất:

• Model hoặc thương hiệu.
• Môi chất sử dụng.
• Kích thước đường ống.
• Áp suất làm việc.
• Nhiệt độ.
• Điện áp coil.
• Số lượng cần mua.

Mua van điện từ ở đâu?

Khi mua van điện từ, nên kiểm tra model, nguồn gốc, điện áp coil, vật liệu, áp suất, nhiệt độ và môi chất trước khi đặt hàng.

Đối với các hệ thống công nghiệp hoặc tự động hóa, nên yêu cầu tài liệu kỹ thuật và xác nhận model đầy đủ. Đặc biệt với van hơi, hóa chất, áp suất cao hoặc môi trường đặc biệt, việc đối chiếu catalog là rất quan trọng.

DTA VIET NAM EQUIPMENT MATERIAL JSC có thể cung cấp và tư vấn nhiều dòng van điện từ theo nhu cầu về thương hiệu, môi chất, kích thước, điện áp, áp suất và phương thức điều khiển.

FAQ – Câu hỏi thường gặp về van điện từ

Van điện từ là gì?

Van điện từ là loại van được điều khiển bằng cuộn coil điện từ để đóng mở hoặc chuyển hướng dòng môi chất.

Van điện từ tiếng Anh là gì?

Van điện từ tiếng Anh là Solenoid Valve.

Van điện từ có những loại nào?

Các loại phổ biến gồm van 2/2, 3/2, 5/2 và 5/3; ngoài ra còn được phân loại theo NC/NO, tác động trực tiếp/pilot, vật liệu, môi chất và phương thức lắp đặt.

Van điện từ dùng cho nước được không?

Có, nhưng phải sử dụng đúng dòng van được thiết kế cho nước và kiểm tra áp suất, nhiệt độ, vật liệu thân van và gioăng.

Van điện từ có dùng cho hơi không?

Có những dòng chuyên dụng cho hơi. Không nên sử dụng van nước hoặc van khí thông thường cho hơi nếu model không được nhà sản xuất công bố phù hợp.

Van điện từ 220V là gì?

Van điện từ 220V là van sử dụng coil có điện áp định mức AC220V. Đây là cách gọi theo điện áp coil, không phải một loại van riêng.

Van điện từ 24V là gì?

Van điện từ 24V là van sử dụng coil 24V, có thể là DC24V hoặc AC24V. Cần xác định chính xác loại nguồn trước khi cấp điện.

Van điện từ NC và NO khác nhau thế nào?

NC là thường đóng, còn NO là thường mở. Trạng thái này được xác định khi coil chưa được cấp điện.

Van điện từ 5/2 dùng để làm gì?

Van 5/2 thường được sử dụng để điều khiển hướng khí nén cho xi lanh tác động kép.

Van điện từ 5/3 dùng để làm gì?

Van 5/3 được sử dụng khi hệ thống cần thêm vị trí trung tâm. Tùy loại van, vị trí trung tâm có thể đóng, xả hoặc cấp áp.

Van điện từ có điều tiết lưu lượng được không?

Chức năng chính của nhiều van điện từ là đóng mở hoặc chuyển hướng. Nếu cần điều tiết lưu lượng chính xác, nên sử dụng loại van được thiết kế cho điều khiển lưu lượng hoặc van tỷ lệ phù hợp với ứng dụng.

Kết luận

Van điện từ là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống tự động hóa và điều khiển lưu chất. Tùy ứng dụng, người dùng có thể lựa chọn van 2/2, 3/2, 5/2, 5/3, NC, NO, tác động trực tiếp hoặc pilot.

Đối với khí nén, cần tập trung vào số cửa, số vị trí, lưu lượng và khả năng điều khiển xi lanh. Đối với nước, hơi, dầu hoặc các lưu chất khác, cần đặc biệt quan tâm đến môi chất, áp suất, nhiệt độ, vật liệu thân van, vật liệu gioăng và chênh áp vận hành.

Việc lựa chọn đúng van không nên dựa đơn thuần vào kích thước ren hoặc điện áp. Cần đối chiếu đầy đủ thông số kỹ thuật của model với điều kiện vận hành thực tế.