详谈比例电磁阀设计要求

根据加油机电磁阀的使用要求，确定本电磁阀的性能要求。适用温度为一4o℃≤Ta≤55℃；线圈温度组别为 ；工作参数为DC24V，PWM脉宽调制，占空比10％～9o％；浇封型线圈。电磁阀中的线圈在工作过程中要发热，在易燃易爆的加油机工作环境中，是个引燃源。因此，在防爆比例电磁阀产品的引进开发中，首先要保证其具有可靠的防爆性能。我们依据GB 3836．1一幻Do《=爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求》和GB 3836．9-- l6《=爆炸性气体环境用电气设备第9部分：浇封型“Ill’’》的相关要求，对比例电磁阀的防爆性能方面做了一些研究探索，对国外比例电磁阀存在的问题，作了一些改进，现将我们对比例电磁阀防爆方面的认识和体会作一下总结。3．1 流量特性的提高在对进口比例电磁阀测试中，发现在工作电流较大时，继续增加工作电流，阀的流量变化缓慢，线圈表面温度很高，用电阻法测线圈温升，测试条件为25℃，测试电压为正常工作电压再上浮10％，PWM脉宽为90％，测得线圈温升为91．5℃，明显偏高。当使用的环境温度达到允许的最高温度55℃时，加上温升91．5℃，线圈内部最高温度可达146．5℃，这已是浇封材料在正常使用时的极限温度。对长时间安全使用很不利。经过反复研究分析，发现问题出在导磁板上。该线圈的导磁结构，由U型导磁架和导磁板构成，通过冲压把导磁架和导磁板连接在一起，中间安装骨架，线圈通电后产生磁场，磁力线通过导磁架和导磁板构成磁回路；骨架的上侧平面中间装有线圈的两只通电引脚，因为骨架的上侧平面厚度为2．2 nlrn，引脚厚度为0．5 mill，引脚放中间，这样引脚离骨架上侧平面的厚度为0．7 nⅡn。因骨架的上面是导磁板，也就是说导磁板和引脚之间的距离只有0．7 mill，根据GB 3836．9__2o06中7．4．2导体最小安全间距不得小于1 nlln的要求，原设计在骨架的引脚正对的平面上设计了两个凸台，长宽高为8．2×10．2×12 mill，并在导磁板上冲出两个长宽与骨架凸台相同的缺口，将骨架的两个放人导磁板的两个缺口中，保证骨架上的引脚与导磁板的最小间距都在1 mm以上。但由于在导磁板上开出两个8．2×10．2的矩形孔后，导磁板的有效导磁截面明显减小，约减少了1／3，这样使得原先就不充裕的有效导磁截面变得更小，于是当工作电压的脉宽增加到一定数值后，继续增大，线圈的温度升高，导磁能力减弱，流量变化减小。针对线圈存在的问题，采取了在原来导磁板的上面增加一块辅助导磁板的方法，厚度与原导磁板上面的浇封剂厚度相同，这样可以达到两个目的：一是弥补了导磁板开口减少的有效导磁面积；另一方面，在线圈总高度保持不变的前提下，线圈顶部用辅助导磁板取代了原先的浇封剂，使线圈顶部抗冲击能力和散热性能得到提高。再适当调整线圈的匝数和线径，线圈的导磁能力明显增加，在相同的测试条件下，测得线圈16 燃油加油机用防爆比例电磁阀的设计探讨 《电气防爆》2010，3温升为85℃。用同一阀体，套这两种线圈。测量得到如图2所示电流一流量特性的上升曲线。对比这两条上升特性曲线，可以看出改进前和改进后的电流一流量的变化。当线圈电流增加到360 mA (PwM=70％)后，继续增大电流，用进口线圈流量上升非常缓慢；用改进后的线圈，流量继续明显增加。说明改进后的线圈磁回路性能明显提高。
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