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陶國良:綠色技術(shù)——超低功耗電磁鐵的創(chuàng)新研究

時間:2017-07-28作者:寧波市鼎力氣動液壓有限公司

電磁閥應(yīng)用領(lǐng)域非常多,像制冷電磁閥、液壓電磁閥、管道電磁閥,氣動電磁閥都是我們經(jīng)??梢钥吹玫降摹k姶砰y除了種類比較多以外,生產(chǎn)廠家也比較多,因此國內(nèi)電磁閥行業(yè)競爭非常激烈,高端電磁閥大多數(shù)都是國外生產(chǎn)的,國內(nèi)的電磁閥基本都是些低端的加工競爭,質(zhì)量問題相對比較多,由于價格低,迫使成本也要低,很難做的太好,根本無法與國外的品牌競爭。

提升電磁閥性能常規(guī)的方法有采用先導(dǎo)結(jié)構(gòu)、雙線圈結(jié)構(gòu)、雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的,但這些卻只能解決電磁閥的部分問題。目前國外電磁閥的趨勢 :高速、低功耗、集成化、輕量化以及高可靠性,我們的電磁閥驅(qū)動專用模塊就是針對這幾個方面來研發(fā)的。

超低功耗電磁閥驅(qū)動模塊
分析常規(guī)電磁鐵的工作原理知道,電磁鐵在運行的過程中,隨著位移變化它的推力是在變化的。為了改善性能,常用兩種方法,第一種可以用雙線圈的做法,兩個線圈,打開的時候是一個功率大的線圈,保持的時候是一個功率較小線圈,然后通過機械的切換、或者電子切換的方式,這樣的做法,在十幾年前的教科書上就有這個,我們現(xiàn)在使用但線圈就可以實現(xiàn),不要雙線區(qū)啊了。第二種方法就是由原路模塊驅(qū)動的方法,對用戶而言,額外增加一個電源對用戶的是喲個來說是非常麻煩的。這樣總結(jié)出來,我們這個電磁閥驅(qū)動模塊必須滿足:無源、集成度高、體積小、成本低、自身的發(fā)熱小,還有抗干擾能力比較強,壽命要長,這些核心問題我們經(jīng)過這4~5年的改進基本都解決了,主要概括一下幾個方面:
1.無源電路在氣動時的瞬時抗干擾的問題
2.自動切換低功耗的問題
3.耐高壓沖擊的問題
4.電流快速響應(yīng)的問題
5.集成度高,體積小,成本低
6.不改變原有的使用習慣,易于推廣
7.壽命長,大于3億次,遠遠大于閥的壽命
8.覆蓋交流、直流驅(qū)動全系列
關(guān)于壽命的問題,可以說從第一天開發(fā)這個系列產(chǎn)品到現(xiàn)在,一直是在進行壽命試驗,我們的模塊一般壽命大于3億次,而一般電磁閥的壽命是2000~3000萬次作用,質(zhì)量好的可以到5000萬次,所以我們的低功耗驅(qū)動模塊壽命大大于電磁閥的壽命。
    技術(shù)推廣與行業(yè)應(yīng)用
超低功耗電磁閥驅(qū)動模塊目前已經(jīng)在國內(nèi)推廣使用,在氣動領(lǐng)域,4V210這個系列的電磁閥原先有很多問題,如交流聲、發(fā)熱大、功率大、開啟穩(wěn)定性較差等,這些問題,在用了這個模塊以后,基本都解決了。國外一個電磁閥要幾百塊錢,我們的閥卻只要幾十塊錢,我們的性能提升以后,完全可以跟國外的高端的電磁閥去競爭,這就是我們做這個模塊的意義所在,也就是說我們不能一天到晚跟在國外的思路后面,我們要有自己的思路,必須有自己的創(chuàng)新點,采用超低功耗驅(qū)動模塊的4V210電磁閥的功率只有1W作用,大大低于常規(guī)4V210的功率(3~5W),在性能上有大幅度的提升,另外我們的電路模塊全部繼承在線圈里面,是內(nèi)置的,這樣的話,外表上看,跟普通的線圈是一樣的,只是尺寸上比原來大那么一點點。液壓的超低功耗驅(qū)動模塊我們也已經(jīng)推出,現(xiàn)在新型的電磁鐵比原來傳統(tǒng)的電磁鐵要小一圈。針對高頻工作問題,我們也徹底解決了,就是高頻時候的峰值電流的過大的問題,通過峰值電流的抑制,這樣使得高頻工作時發(fā)熱較小。正是遇到這些問題,讓我們不斷地在進步。對液壓閥來說也一樣,因為電磁鐵推力的增大,液壓閥就有可能就做的比較小,溫升也比較低。管道閥門這個行業(yè)問題很多,電磁鐵基本上都有這樣的問題:發(fā)熱、功率偏大,另外隨著使用的增加,它有時打不開,可靠性較差。所以在管道閥門行業(yè),我們這個模塊的適應(yīng)性是非常強的,我們現(xiàn)在覆蓋的是交流的為220V、110V,直流的24V、12V,全部都齊了,功率從10W、50W,到100W以上,抑制的閥是2800W。2800W是很大的一個電磁鐵了。

用于量產(chǎn)的低功率電磁鐵測試儀
由于新型電磁鐵測試無法采用傳統(tǒng)的測試儀器,我們開發(fā)了很多專用測試儀器,這些測試儀器主要是給企業(yè)、使用單位進行檢測用的。因為這個閥做好以后,用萬用表已經(jīng)沒有辦法量出線圈電阻了,塑封在線圈里面你也不知道是好是壞,所以你必須通過專用的儀器來了解線圈內(nèi)部的情況,在大批量制造的時候采用流水線進行自動檢測,為用戶解決生產(chǎn)檢測方面的問題。現(xiàn)在這個模塊的系列以及非常的權(quán),從交流到直流,從小功率到大功率。在行業(yè)方面,我們已經(jīng)覆蓋了很多行業(yè),氣動、液壓、管道、閥門、制冷、軍工、航天,大家逐步接受這個新東西了。例如:衛(wèi)星,你在太空中開關(guān)開關(guān)電磁閥的時候,耗電量會比較大,加了模塊之后,耗電量少了,衛(wèi)星的電池可以發(fā)熱更小。用的時間更長;導(dǎo)彈上面也一樣。今后我們可能還會涉及到醫(yī)療、消防這些特種行業(yè)。
    標準戰(zhàn)略
另外我們也在做一些標準,因為這類電磁閥沒有國家標準。國際標準,什么都沒有,因此我們要從制定企業(yè)標準開始,到行業(yè)標準,之后到國家標準,如果可以我們就制定一個國際標準,這樣,當國外制定標準的時候,我們的標準早就已經(jīng)定型了,這也是我非常想做的一件事情。
    引領(lǐng)綠色創(chuàng)新
流體我們已經(jīng)做了很多年了,但是像這么有挑戰(zhàn)的產(chǎn)品我們還是第一次做,我們參加了大量的國內(nèi)外展覽會推廣,在大家共同努力下,這項技術(shù)一定能夠在各個行業(yè)里面全面開花。雖然是一個小小的電路模塊,但從電路模塊到電磁鐵的創(chuàng)新,再到電磁閥的創(chuàng)新,一直到整個系統(tǒng)的創(chuàng)新,會引起一系列的創(chuàng)新。對我們流體這個行業(yè)來說,像這樣一個技術(shù)可能引起一連串的連鎖反應(yīng),這是我們所追求的一個目標,我們希望這個產(chǎn)品能夠給我們國內(nèi)的企業(yè)爭光。

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