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陶国良:绿色技术——超低功耗电磁铁的创新研究

时间:2017-07-28作者:宁波市鼎力气动液压有限公司

电磁阀应用领域非常多,像制冷电磁阀、液压电磁阀、管道电磁阀,气动电磁阀都是我们经常可以看得到的。电磁阀除了种类比较多以外,生产厂家也比较多,因此国内电磁阀行业竞争非常激烈,高端电磁阀大多数都是国外生产的,国内的电磁阀基本都是些低端的加工竞争,质量问题相对比较多,由于价格低,迫使成本也要低,很难做的太好,根本无法与国外的品牌竞争。

提升电磁阀性能常规的方法有采用先导结构、双线圈结构、双稳态结构的,但这些却只能解决电磁阀的部分问题。目前国外电磁阀的趋势 :高速、低功耗、集成化、轻量化以及高可靠性,我们的电磁阀驱动专用模块就是针对这几个方面来研发的。

超低功耗电磁阀驱动模块
分析常规电磁铁的工作原理知道,电磁铁在运行的过程中,随着位移变化它的推力是在变化的。为了改善性能,常用两种方法,第一种可以用双线圈的做法,两个线圈,打开的时候是一个功率大的线圈,保持的时候是一个功率较小线圈,然后通过机械的切换、或者电子切换的方式,这样的做法,在十几年前的教科书上就有这个,我们现在使用但线圈就可以实现,不要双线区啊了。第二种方法就是由原路模块驱动的方法,对用户而言,额外增加一个电源对用户的是哟个来说是非常麻烦的。这样总结出来,我们这个电磁阀驱动模块必须满足:无源、集成度高、体积小、成本低、自身的发热小,还有抗干扰能力比较强,寿命要长,这些核心问题我们经过这4~5年的改进基本都解决了,主要概括一下几个方面:
1.无源电路在气动时的瞬时抗干扰的问题
2.自动切换低功耗的问题
3.耐高压冲击的问题
4.电流快速响应的问题
5.集成度高,体积小,成本低
6.不改变原有的使用习惯,易于推广
7.寿命长,大于3亿次,远远大于阀的寿命
8.覆盖交流、直流驱动全系列
关于寿命的问题,可以说从第一天开发这个系列产品到现在,一直是在进行寿命试验,我们的模块一般寿命大于3亿次,而一般电磁阀的寿命是2000~3000万次作用,质量好的可以到5000万次,所以我们的低功耗驱动模块寿命大大于电磁阀的寿命。
    技术推广与行业应用
超低功耗电磁阀驱动模块目前已经在国内推广使用,在气动领域,4V210这个系列的电磁阀原先有很多问题,如交流声、发热大、功率大、开启稳定性较差等,这些问题,在用了这个模块以后,基本都解决了。国外一个电磁阀要几百块钱,我们的阀却只要几十块钱,我们的性能提升以后,完全可以跟国外的高端的电磁阀去竞争,这就是我们做这个模块的意义所在,也就是说我们不能一天到晚跟在国外的思路后面,我们要有自己的思路,必须有自己的创新点,采用超低功耗驱动模块的4V210电磁阀的功率只有1W作用,大大低于常规4V210的功率(3~5W),在性能上有大幅度的提升,另外我们的电路模块全部继承在线圈里面,是内置的,这样的话,外表上看,跟普通的线圈是一样的,只是尺寸上比原来大那么一点点。液压的超低功耗驱动模块我们也已经推出,现在新型的电磁铁比原来传统的电磁铁要小一圈。针对高频工作问题,我们也彻底解决了,就是高频时候的峰值电流的过大的问题,通过峰值电流的抑制,这样使得高频工作时发热较小。正是遇到这些问题,让我们不断地在进步。对液压阀来说也一样,因为电磁铁推力的增大,液压阀就有可能就做的比较小,温升也比较低。管道阀门这个行业问题很多,电磁铁基本上都有这样的问题:发热、功率偏大,另外随着使用的增加,它有时打不开,可靠性较差。所以在管道阀门行业,我们这个模块的适应性是非常强的,我们现在覆盖的是交流的为220V、110V,直流的24V、12V,全部都齐了,功率从10W、50W,到100W以上,抑制的阀是2800W。2800W是很大的一个电磁铁了。

用于量产的低功率电磁铁测试仪
由于新型电磁铁测试无法采用传统的测试仪器,我们开发了很多专用测试仪器,这些测试仪器主要是给企业、使用单位进行检测用的。因为这个阀做好以后,用万用表已经没有办法量出线圈电阻了,塑封在线圈里面你也不知道是好是坏,所以你必须通过专用的仪器来了解线圈内部的情况,在大批量制造的时候采用流水线进行自动检测,为用户解决生产检测方面的问题。现在这个模块的系列以及非常的权,从交流到直流,从小功率到大功率。在行业方面,我们已经覆盖了很多行业,气动、液压、管道、阀门、制冷、军工、航天,大家逐步接受这个新东西了。例如:卫星,你在太空中开关开关电磁阀的时候,耗电量会比较大,加了模块之后,耗电量少了,卫星的电池可以发热更小。用的时间更长;导弹上面也一样。今后我们可能还会涉及到医疗、消防这些特种行业。
    标准战略
另外我们也在做一些标准,因为这类电磁阀没有国家标准。国际标准,什么都没有,因此我们要从制定企业标准开始,到行业标准,之后到国家标准,如果可以我们就制定一个国际标准,这样,当国外制定标准的时候,我们的标准早就已经定型了,这也是我非常想做的一件事情。
    引领绿色创新
流体我们已经做了很多年了,但是像这么有挑战的产品我们还是第一次做,我们参加了大量的国内外展览会推广,在大家共同努力下,这项技术一定能够在各个行业里面全面开花。虽然是一个小小的电路模块,但从电路模块到电磁铁的创新,再到电磁阀的创新,一直到整个系统的创新,会引起一系列的创新。对我们流体这个行业来说,像这样一个技术可能引起一连串的连锁反应,这是我们所追求的一个目标,我们希望这个产品能够给我们国内的企业争光。

下一个:关于气缸
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