Un attuatore elettrico a solenoide è un dispositivo elettromagnetico che viene utilizzato per fornire un movimento di lavoro a distanza al fine di commutare, spostare o attivare in altro modo un meccanismo secondario. Questi dispositivi vengono generalmente utilizzati quando l’esecuzione manuale di queste azioni non è pratica o sicura. Gli attuatori elettrici a solenoide sono dispositivi semplici e affidabili che hanno una sola parte mobile. Generalmente sono costituiti da una bobina di filo avvolto statico collegata tramite un circuito di controllo a un’alimentazione elettrica adeguata e da uno stantuffo metallico mobile caricato a molla collegato al meccanismo secondario. Quando la bobina è eccitata da una corrente elettrica, viene generato un potente campo magnetico, che attira lo stantuffo verso di sé, fornendo il movimento di attuazione richiesto nel processo.
L’inevitabile necessità di azionamento remoto dei dispositivi è una realtà nella maggior parte dei campi dell’ingegneria meccanica, elettrica ed elettronica. I dispositivi che richiedono l’attivazione in luoghi piccoli e inaccessibili, a lunghe distanze dalle concentrazioni di personale o in ambienti pericolosi richiedono una sorgente remota di input di attivazione avviata da input dell’operatore o da un sistema automatizzato. Uno dei più affidabili, economici e semplici di questi dispositivi remoti è l’attuatore elettrico a solenoide. Robusti e privi di parti complesse e ad alta manutenzione, questi dispositivi sono in grado di produrre un movimento di attuazione lineare bidirezionale con un’unica parte mobile. In effetti, raramente hanno più di due parti distinte in totale.
L’attuatore a solenoide elettrico medio è costituito da una bobina di filo statico avvolta su una bobina cava e non conduttiva. Questa bobina è collegata ad un circuito di alimentazione in corrente alternata (AC) o corrente continua (DC) opportunamente dimensionato, compreso un sistema di controllo che consente di alimentare il solenoide su richiesta. Uno stantuffo mobile in metallo ferroso è posto in prossimità della bobina, parallelamente al suo nucleo cavo. Nella maggior parte dei casi, lo stantuffo è dotato di una molla elicoidale posta attorno al suo corpo e la molla viene compressa quando si muove. Lo stantuffo è, a sua volta, collegato tramite un collegamento al dispositivo che richiede l’attivazione.
Quando il circuito di controllo viene attivato e la bobina dell’attuatore del solenoide elettrico viene eccitata, attorno ad essa viene generato un forte campo magnetico. Questa forza magnetica agisce sullo stantuffo tirandolo rapidamente verso la bobina, comprimendo la molla mentre lo fa e fornendo la prima fase del movimento bidirezionale del solenoide. Questo movimento è l’agente di lavoro che poi, a causa dell’attacco dello stantuffo al dispositivo secondario, fornisce la forza di azionamento. Quando il circuito di comando viene disattivato e l’alimentazione alla bobina viene interrotta, la molla compressa riporta lo stantuffo nella sua posizione originale, neutra, fornendo così la seconda fase di movimento. L’attuatore elettrico a solenoide viene quindi ripristinato ed è pronto per il ciclo di lavoro successivo.