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        電磁閥驅動的最佳方式
        - 2019-05-10-

             螺線管用于許多應用中以在機械系統中提供線性或旋轉驅動。雖然驅動電磁閥可以像打開和關閉電流一樣簡單,但通常使用專用IC驅動它們可以獲得更好的性能。在本文中,我們將研究驅動電路如何影響電磁閥的機電性能。兩種不同的驅動電路將進行比較:一個簡單的開關和一個電流調節驅動器。限制螺線管功耗的節能技術也將涵蓋在內。電磁閥基礎知識在最簡單的形式中,電磁線圈是產生磁場的線圈。我們通常稱之為螺線管的設備是使用線圈和由鐵或有時另一種磁性材料制成的移動核心的設備。對線圈施加電流會使鐵芯相對于線圈被拉或推,導致用于在機械系統中驅動物體的運動。
            1.一個典型的電磁線圈由一個產生磁場的線圈組成。當啟動螺線管時,電壓被施加到繞組上以產生磁場。由于繞組具有較大的電感,因此電流需要一段時間才能形成。電磁鐵芯上的力與電流成正比。為了產生最大的力來移動磁芯,必須在繞組上施加高電壓以快速建立電流。一旦運動完成后,通??梢允褂眯〉枚嗟碾娏鲗⒋判竟潭ň臀?。如果電流不減小,繞組中會消耗相當大的功率,并且螺線管會產生大量的熱量。為了解決這些問題,可以使用恒流驅動器來驅動電磁線圈。電流可以隨時間控制,以提供理想的動作并限制消耗的功率以保持電磁線圈就位。測試設置為了比較不同螺線管驅動方案的機電性能,使用連接到具有撓性的螺線管的伺服電位計來構建簡單的測試設置,以測量螺線管的運動。運動,以及電壓和電流,使用示波器捕獲。
            2.測試裝置涉及一個伺服電位器,連接到一個帶有彎曲的螺線管。簡單的電磁驅動器驅動電磁閥的最簡單方法是打開和關閉電流。在該電路中,電流僅受電磁線圈的電源電壓和直流電阻的限制。
            3.以最簡單的方式驅動電磁線圈就是開關電流的問題,通常采用低端MOSFET開關和電流再循環二極管。簡單驅動器的機電性能受到限制。由于全部電壓和電流在100%的時間內施加,拉入電流受到螺線管持續功耗額定值的限制。線圈的大電感也限制了電磁線圈第一次啟動時電流增加的速度。在我們的測試中,測量了使用簡單開關的螺線管的運動,電壓和電流。在這種情況下,每當電磁線圈啟動時,電磁線圈(15Ω,額定電壓為12 V)需要30 ms來驅動并消耗10 W的功率。
            4.這些波形用簡單的開關表示螺線管的運動,電壓和電流。如果您想知道電流波形中的“谷”,則電流的減少是由于電磁鐵移動的磁芯產生反電動勢。當核心加速時,反電動勢會增加,直到電磁閥底部出現并停止移動。高性能電磁驅動器在大多數應用中,僅在最初需要全電流才能拉入螺線管。運動完成后,螺線管中的電流水平可以降低,這樣可以節省能源,并且可以減少線圈中產生的熱量。這也允許使用更高的電源電壓,這提供了更高的吸合電流,從而使螺線管更快地啟動并提供更大的力。


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