气动执行机构上的低功耗电磁阀
工控小管家
2020年11月17日 14:54:55
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电磁阀是气动控制阀的必备附件之一,被广泛应用于化工、电力、冶金、医药、食品等各个行业。电磁阀有很多种类,就大类而言,如医药卫生领域用到的小流量两通电磁阀,环保分析仪器上用的4通-10通取样阀,包括控制汽车油门油量的压电阀,也可归结为电磁阀(有的是压电效应原理,如日本;有的是电磁原理,如美国等的比例阀) 近年来,由于对安全和自动化的要求越来越高,DCS后往往都需要加安全栅,这要求电磁阀线圈的功率要低。这样的好处是线圈可以长期带电,满足ESD需要。而且,线圈发热小。如果大多要求小于4W,个别工况要求小于2W。

电磁阀是气动控制阀的必备附件之一,被广泛应用于化工、电力、冶金、医药、食品等各个行业。电磁阀有很多种类,就大类而言,如医药卫生领域用到的小流量两通电磁阀,环保分析仪器上用的4通-10通取样阀,包括控制汽车油门油量的压电阀,也可归结为电磁阀(有的是压电效应原理,如日本;有的是电磁原理,如美国等的比例阀)

近年来,由于对安全和自动化的要求越来越高,DCS后往往都需要加安全栅,这要求电磁阀线圈的功率要低。这样的好处是线圈可以长期带电,满足ESD需要。而且,线圈发热小。如果大多要求小于4W,个别工况要求小于2W。

对于气动阀门所配套的电磁阀而言,分先导结构和直动结构。功率都可以做到小于4W,对先导结构电磁阀,会更加容易,1W或者以下,都不是问题。因为先导结构不是直接靠线圈带电与否直接驱动阀芯动作,是通过一个先导块结构进气,先驱动活塞,由活塞推动阀芯,也正是因为这个原因,先导结构电磁阀启动需要气源,即不能无压差动作。这是先导结构电磁阀与直动式电磁阀的最大区别。直动式结构电磁阀因为是线圈带电后,直接拉动阀芯,可无压差启动,不需外部气源。现在用于控制阀门开关的电磁阀,大多倾向先导结构,因为价格较低。先导结构电磁阀因为先导部分的气孔很小(直径1mm),个别有出现堵塞的情况。所以气源环境恶劣的工况,最好选择直动式。如有机硅,PVC等,有粉尘较多,气源处理较困难。整体而言,直动结构的寿命和可靠性,要优于先导结构电磁阀。因为直动结构没有先导部分,也不需先导排气等,直接考线圈拉动阀芯,减少了潜在的故障点。

因为电磁阀都是依据麦克斯韦方程,原理都明白。其中比较重要的环节,在于磁导率的选择和计算。磁导率在电磁阀的阀芯中,是一个重要的参数。线圈要产生足够的磁场,吸合阀芯。同时阀芯的材料不能达到磁饱和,否则磁场再强,线圈电流再大也没用。线圈是电磁阀中比较重要的一个部件。功率消耗全部在线圈上。

线圈功率的选择和计算,需结合电磁阀实际需要。低功耗电磁阀线圈线径较细,很多在0.0236或者以下(IEC标准),匝数较多以保证电感强度。具体可根据公式计算。线圈绝缘等级,H级,F级,也很重要。需要合格的铜线生产厂家,如无氧电解铜,线径均匀,以保证每批次线圈电阻和功耗一致。

线圈的气隙计算,直接关系到电磁阀的有效行程(尤其是直动结构)。各电磁阀厂家都在想方设法在气隙合理的情况下,结合阀芯材料的磁饱和系数,达到最佳的结合。

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