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咖伦电子新型电磁阀节能驱动电路的改进

发布时间:2017-1-16 10:52:51  浏览:

    目前电磁阀应用比较广泛,既有控制水、油的电磁阀,也有控制气体的电磁阀。这些电磁阀的驱动一般都是根据电磁阀的额定参数用额定电源直接驱动。即使通过单片机等控制电路,也是在控制信号作用下,使工作电压完全加在电磁阀线圈两端,完成电磁阀的开启和闭合。此方法虽然简洁方便,但是由于电磁阀的直流电阻很小,电磁阀工作时的电流很大。这样,在电磁阀正常工作的时候,其内部始终通有很大的电流,造成额外的功率,通过线圈电阻转换为热能。热能的长时间累积,不仅使电磁阀发烫,降低了阀体的寿命,同时也浪费了宝贵的电能资源。功耗也比较大,发热耗电严重,也使其存在不安全因素。

 

 

1、电磁阀工作原理

    电磁阀也被称为电磁泵,电磁阀的种类很多,根据其结构和用途,一般分为三大类:直动式电磁阀、分步直动式电磁阀、先导式电磁阀。电磁阀的电磁部件由固定铁芯、动铁芯、线圈等部件组成。无论是哪种电磁阀,最基本的原理都是由于电磁现象,由电流在通电线圈中产生磁力使电磁阀内的活动铁芯被吸引而运动。我们日常生活及工农业生产中广泛使用的是直动式电磁阀,该电磁阀结构简单,控制方便,工作时只有两个动作,即通电时,电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起,阀门打开;断电时,电磁力消失,复位弹簧把关闭件压在阀座上,关闭。其基本电气原理是:当电磁阀的电磁线圈通电时,线圈周围产生很强的电磁场,其电磁力能吸引线圈中的活动铁芯向一个方向运动,活动铁芯带动电磁阀的关闭件将阀门打开。当断电时,由于电磁力的消失,活动铁芯在复位弹簧的作用下将电磁阀的关闭件拉回到原来的位置上,完成电磁阀的关闭。由于通电前,活动铁芯与电磁线圈所形成磁路的工作间隙比较大,磁路磁阻高,所以,线圈中必须通入较大的电流才能产生足够大的电磁力使活动铁芯运动到位。一般电磁阀线圈的直流电阻都非常小,工作电流都在1 000 mA以上。

 

    电磁阀在使用中,往往是由驱动电路来控制电磁阀的通断,驱动电路一般由晶体管或集成电路等构成。较大的工作电流必将要求驱动电路也工作在大电流的状态。同时,电磁阀工作电源也要足够的功率来提供如此大的电流,如果设备中使用多个电磁阀同时工作,那么就要求工作电源所提供的电流就很客观,其消耗的电能也非常大.

    以一个直流24 V驱动的电磁阀为例。电磁阀的直流电阻为18 SZ,当加24 V直流电压启动时,在电磁阀线圈中约有1 330 mA的电流,此时该电磁阀的功率是犯W。随着电磁阀开启的时间增加,其消耗的电能就增加。长时间工作,一方面使该电磁阀发热,影响电磁阀的机械性能和密闭性能。另一方面也加重了直流24 V电源的负担,使24 V直流电源始终工作在大电流状态。

2电磁阀驱动电路的改进

    通过电磁阀工作原理分析可以看到,之所以在电磁阀开启的时候必须要大电流,就是因为电磁阀在关闭状态下,活动铁芯与电磁线圈所形成的磁路工作间隙比较大,因此需要一个较大的力才能将活动铁芯到位,完成打开电磁阀的动作。但是,一旦活动铁芯到位,电磁阀开启就不需要很大的力来维持这个状态,因此线圈中也就不需要如此大的电流。也就是说,电磁阀只有在开启瞬间需要大电流,而维持开启状态并不需要大电流。

    根据电磁阀的工作原理,为了节约能源,减少电磁阀的功耗,保证电磁阀安全运行,特设计了一款电磁阀节能驱动电路,如图1所示。

 电磁阀节能驱动电路

3结论

    通过图1电路的工作过程可以看到,该电路可以在大功率启动电磁阀后,自动将电磁阀的功率降低到最小,即仅满足电磁阀活动铁芯保持吸附的所需的最小功率。这样就消除了因活动铁芯行程间距缩小,额外的电流产生的额外热能,有利于电磁阀的快速闭合。而且即使长期使用,电磁阀也不会升温,更不会发烫,同时也大大节省了用电

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