Un solenoide bistabile è un dispositivo elettromagnetico progettato per fornire forza di azionamento come nel caso di un solenoide convenzionale, ma per mantenere poi il solenoide nello stato attivato senza alcuna corrente elettrica applicata alla bobina. Ciò si ottiene installando una serie di magneti permanenti attorno alla parte inferiore del nucleo della bobina. Una volta che il campo magnetico generato dalla bobina del solenoide eccitato ha tirato lo stantuffo nel centro della bobina, l’alimentazione viene interrotta alla bobina. Di solito questo rilascerebbe lo stantuffo, ma, nel caso di un solenoide bistabile, i magneti mantengono il solenoide attivato senza alcun assorbimento di corrente dalla fonte di alimentazione. Quando è necessario disattivare il solenoide, viene applicato alla bobina un impulso di corrente in senso opposto alla corrente di azionamento che respinge lo stantuffo, disattivando così il solenoide.
I solenoidi sono uno degli attuatori elettromagnetici a corsa breve più comuni in uso generale. Sono in genere dispositivi molto semplici e consistono in una bobina di filo cavo statico e uno stantuffo in metallo ferroso caricato a molla. Quando viene applicata una corrente elettrica alla bobina nel corretto orientamento di polarità, viene creato un forte campo magnetico attorno alla bobina. Questo tira lo stantuffo verso e dentro il nucleo della bobina, fornendo rapidamente il movimento di commutazione o di attuazione nel processo. Tagliare l’alimentazione alla bobina provoca il collasso del campo magnetico, rilasciando lo stantuffo, che viene riportato in posizione neutra dalla molla.
Quando è necessario che il solenoide rimanga attivo per un periodo prolungato, l’alimentazione alla bobina può essere lasciata accesa fino a quando il solenoide non richiede la disattivazione. Sebbene questo funzioni, fa sì che la bobina generi un notevole calore e sprechi elettricità. Il solenoide bistabile risolve questo problema con l’inclusione di una serie di magneti permanenti disposti attorno alla bobina nel punto in cui lo stantuffo si ferma alla fine della sua corsa di attivazione. Questi magneti sono abbastanza potenti da mantenere lo stantuffo in posizione, consentendo al solenoide di blocco di rimanere attivo anche se l’alimentazione della bobina viene interrotta. Ciò impedisce il surriscaldamento della bobina e rende il solenoide più economico in termini di consumo elettrico.
Quando il solenoide bistabile deve essere disattivato, un breve impulso di corrente elettrica viene alimentato alla bobina con un orientamento di polarità opposto alla corrente di attivazione. Questo crea un breve campo magnetico opposto che respinge lo stantuffo abbastanza lontano da far cessare l’effetto dei magneti, consentendo alla molla di riportare lo stantuffo nella sua posizione neutra. Questo metodo operativo richiede un tipo leggermente diverso di controller del solenoide in grado di produrre l’impulso di corrente di polarità inversa richiesto.