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    低功耗電磁閥

    2017-06-18 14:33:06  來源：
    低功耗電磁閥
    ——上海水興閥門有限公司工程部、技術(shù)部
     
    電磁閥是氣動控制閥的必備附件之一，被廣泛應(yīng)用于化工、電力、冶金、醫(yī)藥、食品等各個行業(yè)。但大家不知道的是，中國是世界上*大的電磁閥生產(chǎn)國（出口國家），也是*大的電磁閥進(jìn)口國。

    電磁閥有很多種類，數(shù)以千計。就大類而言，如醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域用到的小流量兩通電磁閥，環(huán)保分析儀器上用的4通-10通取樣閥，包括控制汽車油門油量的壓電閥，也可歸結(jié)為電磁閥（有的是壓電效應(yīng)原理，如日本；有的是電磁原理，如美國等的比例閥），凡此種種！本文重點(diǎn)介紹化工行業(yè)所用到的控制氣動閥門的氣缸所配套的電磁閥。

    近年來，由于對安全和自動化的要求越來越高，DCS后往往都需要加安全柵，這要求電磁閥線圈的功率要低。這樣的好處是線圈可以長期帶電，滿足ESD需要。而且，線圈發(fā)熱小。如果大多要求小于4W，個別工況要求小于2W。

    對于氣動閥門所配套的電磁閥而言，分先導(dǎo)結(jié)構(gòu)和直動結(jié)構(gòu)。功率都可以做到小于4W，對先導(dǎo)結(jié)構(gòu)電磁閥，會更加容易，1W或者以下，都不是問題。因為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)不是直接靠線圈帶電與否直接驅(qū)動閥芯動作，是通過一個先導(dǎo)塊結(jié)構(gòu)進(jìn)氣，先驅(qū)動活塞，由活塞推動閥芯，也正是因為這個原因，先導(dǎo)結(jié)構(gòu)電磁閥啟動需要?dú)庠�，即不能無壓差動作。這是先導(dǎo)結(jié)構(gòu)電磁閥與直動式電磁閥的*大區(qū)別。直動式結(jié)構(gòu)電磁閥因為是線圈帶電后，直接拉動閥芯，可無壓差啟動，不需外部氣源。現(xiàn)在用于控制閥門開關(guān)的電磁閥，大多傾向先導(dǎo)結(jié)構(gòu),因為價格較低。先導(dǎo)結(jié)構(gòu)電磁閥因為先導(dǎo)部分的氣孔很�。ㄖ睆�1mm），個別有出現(xiàn)堵塞的情況。所以氣源環(huán)境惡劣的工況，*好選擇直動式。如有機(jī)硅，PVC等，有粉塵較多，氣源處理較困難。整體而言，直動結(jié)構(gòu)的壽命和可靠性，要優(yōu)于先導(dǎo)結(jié)構(gòu)電磁閥。因為直動結(jié)構(gòu)沒有先導(dǎo)部分，也不需先導(dǎo)排氣等，直接考線圈拉動閥芯，減少了潛在的故障點(diǎn)。

    因為電磁閥都是依據(jù)麥克斯韋方程，原理都明白。其中比較重要的環(huán)節(jié)，在于磁導(dǎo)率的選擇和計算。磁導(dǎo)率在電磁閥的閥芯中，是一個重要的參數(shù)。線圈要產(chǎn)生足夠的磁場，吸合閥芯。同時閥芯的材料不能達(dá)到磁飽和，否則磁場再強(qiáng)，線圈電流再大也沒用。線圈是電磁閥中比較重要的一個部件。功率消耗全部在線圈上。

    線圈功率的選擇和計算，需結(jié)合電磁閥實際需要。低功耗電磁閥線圈線徑較細(xì)，很多在0.0236或者以下（IEC標(biāo)準(zhǔn)），匝數(shù)較多以保證電感強(qiáng)度。具體可根據(jù)公式計算。線圈絕緣等級，H級，F(xiàn)級，也很重要。需要合格的銅線生產(chǎn)廠家，如無氧電解銅，線徑均勻，以保證每批次線圈電阻和功耗一致。

    線圈的氣隙計算，直接關(guān)系到電磁閥的有效行程（尤其是直動結(jié)構(gòu)）。各電磁閥廠家都在想方設(shè)法在氣隙合理的情況下，結(jié)合閥芯材料的磁飽和系數(shù)，達(dá)到*佳的結(jié)合。
    其他如閥芯所需材料，上海寶山鋼鐵在2006年，投入了十幾個個億人民幣，開發(fā)軟磁合金材料和取向及無取向硅鋼的參數(shù)指標(biāo)，已經(jīng)達(dá)到日本新日鐵的標(biāo)準(zhǔn)，大家可在寶鋼官網(wǎng)下載相關(guān)檢測報告。在材料方面，中國已經(jīng)具備自主能力。

    中國經(jīng)過幾十年的工業(yè)化進(jìn)程，已經(jīng)培養(yǎng)了一批訓(xùn)練有素的產(chǎn)業(yè)人才，積累的豐富的經(jīng)驗。中國完全具備生產(chǎn)此類中等技術(shù)含量產(chǎn)品的條件和能力，也不需依賴進(jìn)口。
     

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    王世杰
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