專利名稱：電子式交流電磁閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電磁閥領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用電子技術(shù)改進(jìn)的“電子式交流電磁閥”。
背景技術(shù)：
電磁閥(solenoid valve)是一種應(yīng)用極為廣泛的低壓電器,液壓設(shè)備、氣動(dòng)機(jī)械、機(jī)動(dòng)車、IC卡水表、IC卡燃?xì)獗?、加油機(jī)、售水機(jī)、電冰箱、飲水機(jī)等都將其用作執(zhí)行器件。其工作原理是利用電磁鐵帶動(dòng)閥芯，達(dá)到接通、關(guān)斷介質(zhì)(液體或氣體)管路或改變介質(zhì)的流通路徑之目的。圖I為用作接通、關(guān)斷介質(zhì)管路的傳統(tǒng)的電磁閥的工作原理圖。這種傳統(tǒng)的電磁閥主要由勵(lì)磁線圈、靜鐵芯、復(fù)位彈簧、閥芯、密封墊組成。其工作原理是當(dāng)勵(lì)磁線圈兩端的勵(lì)磁電壓U與電源(AC220V、AC110V、AC380V或DC12V、DC24V等，以下稱“勵(lì)磁電源”)接通時(shí)，勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁力大于復(fù)位彈簧的彈性力，閥芯帶著密封墊向靜鐵芯靠攏，最后互相吸合，A端與B端之間的介質(zhì)管路便被接通；當(dāng)勵(lì)磁線圈兩端的勵(lì)磁電壓U與勵(lì)磁電源斷開時(shí)，閥芯失磁并受復(fù)位彈簧的作用而復(fù)位，A端與B端之間的介質(zhì)管路便被關(guān)斷。綜上所述，這種傳統(tǒng)的電磁閥的工作過程可分為“吸合”、“吸持” “復(fù)位”三個(gè)階段I、吸合勵(lì)磁線圈與勵(lì)磁電源接通，閥芯、靜鐵芯吸合，管路接通。在此階段，勵(lì)磁電源必須提供較大的功率(以下稱此功率為“吸合功率”)，閥芯才能被吸合；2、吸持勵(lì)磁線圈繼續(xù)與勵(lì)磁電源接通，閥芯、靜鐵芯保持吸合的狀態(tài)，管路繼續(xù)接通。在此階段，勵(lì)磁電源只須提供較小的功率(以下稱此功率為“吸持功率”)，閥芯也能繼續(xù)吸合。若在此階段，勵(lì)磁電源提供與吸合功率一樣大的吸持功率，將造成電能浪費(fèi)并導(dǎo)致勵(lì)磁線圈不應(yīng)有的發(fā)熱升溫；3、復(fù)位勵(lì)磁線圈斷開勵(lì)磁電源，閥芯、靜鐵芯分離、管路復(fù)位關(guān)斷。電磁閥的用途千差萬別，結(jié)構(gòu)也千差萬別，但它們的工作原理均與圖I相同。電磁閥的勵(lì)磁電源既可用DC電源也可用AC電源。以DC電源為勵(lì)磁電源的電磁閥(以下簡稱直流電磁閥)存在以下的優(yōu)、缺點(diǎn)I、具有運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲的優(yōu)點(diǎn)；2、DC電源提供的吸持功率與吸合功率一樣大，造成電能浪費(fèi)并導(dǎo)致勵(lì)磁線圈不應(yīng)有的發(fā)熱升溫；3、必須另加DC電源，大幅度地增加了成本。以AC電源為勵(lì)磁電源的電磁閥(以下簡稱交流電磁閥)也存在以下的優(yōu)、缺點(diǎn)I、方便可用市政AC電源作為其之勵(lì)磁電源；2、發(fā)熱在吸合和吸持階段，由于勵(lì)磁線圈中均通以交流電壓(即AC電壓)，因此，閥芯與靜鐵芯中將不可避免地產(chǎn)生滯磁損耗、渦流損耗而發(fā)熱，閥芯與靜鐵芯的發(fā)熱殃及勵(lì)磁線圈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁線圈燒毀。對(duì)于介質(zhì)溫度較高的電磁閥，例如開水電磁閥，將加劇此類情況的發(fā)生。3、噪聲輸入到勵(lì)磁線圈中的AC電壓，每次“過零”(AC電壓由正半周向負(fù)半周或負(fù)半周向正半周過渡的“過零點(diǎn)”)時(shí)，電磁吸力劇變，會(huì)使閥芯、靜鐵芯產(chǎn)生頻率為IOOHz(50Hz交流電)或120Hz (60Hz交流電)的機(jī)械振動(dòng)噪聲。4、功率因素(Power facter)低勵(lì)磁線圈是電感性的器件，根據(jù)電感的電學(xué)特性，其與AC電源之間必然發(fā)生能量交換，導(dǎo)致功率因素低。針對(duì)傳統(tǒng)的直流電磁閥和交流電磁閥存在的優(yōu)、缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的宗旨是用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)的電磁閥，吸取直流、交流電磁閥各自的優(yōu)點(diǎn)，克服它們的缺點(diǎn)，應(yīng)用電子 技術(shù)，設(shè)計(jì)一種機(jī)電一體化的、用AC電源作勵(lì)磁電源的兼具節(jié)電功能的電子式交流電磁閥。具體目標(biāo)是I、秉著“至精必須至簡，唯有簡單實(shí)用才能長久流傳”的出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)電子線路盡量簡單的、所用器件盡量少的、價(jià)格盡量廉的電磁閥專用的至精至簡的“電路單元”。2、該“電路單元”可用于改造在線使用的傳統(tǒng)交流電磁閥，使這些交流電磁閥成為運(yùn)行時(shí)無噪聲的“電子式交流電磁閥”；3、該“電路單元”也可集成到將要生產(chǎn)的傳統(tǒng)交流電磁閥中，使電磁閥的制造商生產(chǎn)出與“電路單元” 一體化的新型的“電子式交流電磁閥”。

實(shí)用新型內(nèi)容為了達(dá)到上述目標(biāo)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的技術(shù)方案是一種電子式交流電磁閥，電路單元與傳統(tǒng)交流電磁閥兩部份，其特征在于所述的電路單元是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，該四端口包括兩個(gè)輸入端口 NI和N2、兩個(gè)輸出端口 Pl和P2 ;所述電路單元包括公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101和整流及能量鎖定電路103 ;其中，所述電路單元的連接關(guān)系為輸入端口 NI、公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101、整流及能量鎖定電路103、輸入端口 N2依次串聯(lián)；所述公共端E與儲(chǔ)能電路102之間輸出端口 Pl連接勵(lì)磁線圈的Al端，所述壓控開關(guān)電路101與儲(chǔ)能電路102之間的輸出端P2連接至勵(lì)磁線圈的A2端，從而使得所述儲(chǔ)能電路102與勵(lì)磁線圈以并聯(lián)的形式連接；其中，電容器C構(gòu)成所述儲(chǔ)能電路102、穩(wěn)壓二極管DW構(gòu)成所述壓控開關(guān)電路，二極管D構(gòu)成所述整流及能量鎖定電路；所述二極管D的正極連接至市政AC交流供電網(wǎng)絡(luò)，其負(fù)極與所述穩(wěn)壓二極管DW的負(fù)極連接，并且所述穩(wěn)壓二極管DW的正極連接至輸出端P2 ;所述二極管D與所述穩(wěn)壓二極管DW互為聯(lián)動(dòng)，當(dāng)二極管D截止時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW截止；當(dāng)穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通時(shí)，二極管D導(dǎo)通。所述的壓控開關(guān)電路對(duì)AC電壓與儲(chǔ)能電路兩端電壓的差值進(jìn)行自動(dòng)鑒別，當(dāng)所述的差值大于穩(wěn)壓二極管DW的擊穿電壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通，否則，其就截止。儲(chǔ)能電路既與所述的壓控開關(guān)電路也與整流及能量鎖定電路互為聯(lián)動(dòng)，壓控開關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)，其充電儲(chǔ)能；壓控開關(guān)電路截止時(shí)，其對(duì)所述的勵(lì)磁線圈放電釋能；其放電釋能時(shí)，整流及能量鎖定電路截止；截止的整流及能量鎖定電路鎖定了儲(chǔ)能電路的能量。理論分析和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的長時(shí)間的運(yùn)行結(jié)果均證明，應(yīng)用本實(shí)用新型，可以取得以下有益效果I、價(jià)廉。本實(shí)用新型中用于改進(jìn)傳統(tǒng)交流電磁閥性能的至精至簡的“電路單元”，僅有三個(gè)電子元件，總成本小于0.5元人民幣。僅花0.5元錢，就可使傳統(tǒng)交流電磁閥提升為優(yōu)良性能的運(yùn)行時(shí)無噪聲的“電子式交流電磁閥”；2、物美。上述三個(gè)電子元件的體積均較小，可將它們集成到傳統(tǒng)交流電磁閥的內(nèi)部，制造成一體化的、外觀悅目的電子式交流電磁閥；3、可靠。電子產(chǎn)品的可靠性與所用的電子器件的數(shù)量成反比，價(jià)格與所用的電子器件的數(shù)量成正比。所用的電子器件多，電子線路復(fù)雜，就意味著可靠性低、價(jià)格高。本實(shí)用新型所用的電子器件少，因此，不僅成本底，而且可靠性高；4、靜噪。傳統(tǒng)交流電磁閥運(yùn)行時(shí)噪聲大已是不爭的事實(shí)，業(yè)內(nèi)人員對(duì)傳統(tǒng)交流電磁閥噪聲大已經(jīng)達(dá)到司空見慣，見怪不怪的地步。本實(shí)用新型運(yùn)行時(shí)無噪聲，即使在夜深人靜的時(shí)候，也聽不到噪聲，實(shí)令觀者稱奇； 5、強(qiáng)勁吸合。傳統(tǒng)交流電磁閥吸合時(shí)在勵(lì)磁線圈中流動(dòng)的勵(lì)磁電流為緩變的正弦交流電流，本實(shí)用新型為突變的脈沖電流。因此，傳統(tǒng)交流電磁閥吸合動(dòng)作滯鈍、聲音沉悶；本實(shí)用新型吸合動(dòng)作強(qiáng)勁有力、聲音清脆。本實(shí)用新型由于吸合強(qiáng)勁，故可增加電磁閥開啟和關(guān)閉的可靠性并可用其取代結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的“先導(dǎo)式電磁閥”。6、節(jié)約電能。在以下的“具體實(shí)施方式
”中，還將在理論上闡述本實(shí)用新型節(jié)約電能的原理；實(shí)測結(jié)果也表明，本實(shí)用新型視在功率的節(jié)電效率大于65 %。7、方便。本實(shí)用新型設(shè)有公共端E，為制造和使用電磁閥帶來了方便。

圖I為電磁閥的工作原理圖；圖2為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖3為實(shí)施例I的電路原理圖；圖4a為實(shí)施例I的充電電流IO的脈沖波形圖；圖4b為AC電壓的波形圖；圖5為實(shí)施例2的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式。圖2為本實(shí)用新型的原理方框圖，圖中虛線方框100為本實(shí)用新型的電路單元、L為傳統(tǒng)交流電磁閥的勵(lì)磁線圈、IO為充電電流、Pl與P2為電路單元100的兩個(gè)輸出端口、NI與N2為電路單元100的兩個(gè)輸入端口、101為壓控開關(guān)電路、102為儲(chǔ)能電路、103為整流及能量鎖定電路、AC電壓為市政交流供電網(wǎng)的交流電壓、E為本本實(shí)用新型的公共端。結(jié)合圖2，本實(shí)用新型包括電路單元100及傳統(tǒng)交流電磁閥，其特征在于電路單元100是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，其其由輸入端口 NI、輸出端口 P1、儲(chǔ)能電路102、輸出端口 P2、壓控開關(guān)電路101、整流及能量鎖定電路103、輸入端口 N2依次相串聯(lián)后組成；并且，所述的輸入端口 NI、輸入端口 N2分別與AC電壓的SI端、S2端相連接，所述的輸出端口 PI、輸出端口 P2分別與傳統(tǒng)交流電磁閥的勵(lì)磁線圈之Al端、A2端相連接；所述的儲(chǔ)能電路102與所述的勵(lì)磁線圈L相并聯(lián)；所述的AC電壓的SI端、輸入端口 NI、輸出端口 P1、勵(lì)磁線圈之Al端均與公共端E連接。[0043]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚所述的AC電壓的SI端、S2端可以互易連接端口，所述的勵(lì)磁線圈L之Al端、A2端也可以互易連接端口。結(jié)合圖2、圖3:所述的壓控開關(guān)電路101由穩(wěn)壓二極管DW構(gòu)成，所述的穩(wěn)壓二極管DW的一端接輸出端口 P2，另一端與所述的整流及能量鎖定電路103連接。所述的整流及能量鎖定電路103由二極管D構(gòu)成，所述的二極管D的正端與所述的輸入端口 N2連接，負(fù)端與所述的壓控開關(guān)電路101連接。所述的儲(chǔ)能電路102由儲(chǔ)能電容C構(gòu)成，所述的儲(chǔ)能電容C與所述的勵(lì)磁線圈L相并聯(lián)，它們并聯(lián)后，一端與所述的輸出端口 P2連接、另一端與所述的公共端E連接。所述的壓控開關(guān)電路101對(duì)AC電壓與儲(chǔ)能電路102兩端電壓的差值進(jìn)行自動(dòng)鑒另IJ，當(dāng)所述的差值大于穩(wěn)壓二極管DW的擊穿電壓值時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通，否則，其就截止。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚所述的穩(wěn)壓二極管DW可由雙極型瞬態(tài)電壓抑制二極管、單極型瞬態(tài)電壓抑制二極管、壓敏電阻三者之一代用。所述的壓控開關(guān)電路101與所述的整流及能量鎖定電路103互為聯(lián)動(dòng)，當(dāng)整流及能量鎖定電路103截止時(shí)，壓控開關(guān)電路101必然截止；當(dāng)壓控開關(guān)電路101導(dǎo)通時(shí)，整流及能量鎖定電路103必定導(dǎo)通。儲(chǔ)能電路102既與所述的壓控開關(guān)電路101也與整流及能量鎖定電路103互為聯(lián)動(dòng)，壓控開關(guān)電路101導(dǎo)通時(shí)，其充電儲(chǔ)能；壓控開關(guān)電路101截止時(shí)，其對(duì)所述的勵(lì)磁線圈L放電釋能；其放電釋能時(shí)，整流及能量鎖定電路103截止；截止的整流及能量鎖定電路103鎖定了儲(chǔ)能電路102的能量。結(jié)合圖3、圖4a_4b,從SI、S2端輸入的AC電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為U=UmSin ( co t + 40上式中u為AC電壓的瞬時(shí)值，Um為AC電壓的的振幅值，co為AC電壓的角頻率，小SAC電壓的初相角。為簡便說明，現(xiàn)假設(shè)初相角￠=0,則AC電壓的瞬時(shí)值u的表達(dá)式為U=UmSincot其波形如圖4b所示。t=0時(shí)，AC電壓接通，此時(shí)，由于AC電壓接通前，儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L放電均結(jié)束，故勵(lì)磁線圈L兩端的電壓UL=O結(jié)合圖3，穩(wěn)壓二極管DW兩端的電壓UT=U — UL勿略了二極管D導(dǎo)通時(shí)，其兩端的壓降(硅二極管約0. 7V)，以下，均同樣作此“勿略”當(dāng)t=tl 時(shí)，UT=Ul — UL=ul — O=Ul=UmSin co tl 若 ul=UB (UB 為穩(wěn)壓二極管 DW 的擊穿電壓)則0 tl的時(shí)間段內(nèi)，UT<UB，穩(wěn)壓二極管DW截止，其等效為開路，故充電電流10=0，圖3中的勵(lì)磁電流IL=O,電磁閥不工作。t=tl時(shí)，Ul=UB,穩(wěn)壓二極管DW擊穿，呈短路，Ul直接施加在電路單元100的兩個(gè)輸出端Pl與P2之間，此時(shí)I、二極管D因正向偏置而導(dǎo)通；結(jié)合圖I :閥芯吸合之前，由于閥芯與靜鐵芯之間存在一段空隙，磁路的磁阻較大，因此，此時(shí)勵(lì)磁線圈L的電感量很小，約為閥芯吸合之后的電感量的二百分之一，其在電壓Ul的作用下，產(chǎn)生了較大的勵(lì)磁電流IL，閥芯在磁力的作用下克服復(fù)位彈簧的阻力而強(qiáng)勁吸合；2、充電電流IO同時(shí)對(duì)儲(chǔ)能電容C充電；3、結(jié)合圖4a_4b，在穩(wěn)壓二極管DW擊穿的瞬間，由于儲(chǔ)能電容C的充電電流Icl、勵(lì)磁電流IL均較大，因此，就產(chǎn)生了圖4a所示的充電電流IO的吸合脈沖111的陡直的
上升沿。t=ta時(shí)，由于閥芯的吸合而進(jìn)入吸持狀態(tài)，使勵(lì)磁線圈L的電感量急驟變大，導(dǎo)致勵(lì)磁電流IL急驟變小，充電電流IO也隨之急驟地下降至IO=Ia 在ta t2的時(shí)間段內(nèi)，充電電流IO受以下兩方面的影響I、隨時(shí)間遞增的輸入電壓u ;2、隨著電流Icl對(duì)儲(chǔ)能電容C持續(xù)地充電，儲(chǔ)能電容C兩端的電壓UL也隨時(shí)間快速遞增。受以上兩方面的作用，充電電流IO由t=ta時(shí)的IO=Ia下降至t=t2時(shí)的10=12在t2 t3的時(shí)間段內(nèi)，由于輸入電壓u隨時(shí)間遞減，因此，充電電流IO由t=t2時(shí)的10=12快速下降至t=t3時(shí)的10=13在輸入電壓u=u3且UT=u3 - UL < UB的條件成立時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW截止，等效為開路，導(dǎo)致充電電流10=0并形成了吸合脈沖111的下降沿。在t3 t41的時(shí)間段內(nèi)，輸入電壓u比u3更小，UT < UB的條件更易成立，穩(wěn)壓二極管DW仍截止，因此，充電電流IO仍為10=0。在t41 t42的時(shí)間段內(nèi)，AC電壓為S2端高電平、SI端低電平的負(fù)半周，二極管D截止，充電電流IO必然為10=0。分析至此，結(jié)合圖4a_4b可作以下小結(jié)I、在t=tl時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW擊穿導(dǎo)通，閥芯開始吸合，在t=ta時(shí)，閥芯吸合；2、閥芯吸合后，電磁閥進(jìn)入吸持狀態(tài)，AC電壓通過充電電流IO繼續(xù)對(duì)儲(chǔ)能電容C、勵(lì)磁線圈L充電，直至t=t3時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW截止，充電的暫態(tài)過程結(jié)束。穩(wěn)壓二極管DW關(guān)斷、充電電流10=0、充電結(jié)束之后，電磁閥依靠儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L所儲(chǔ)存的電能保持閥芯吸持狀態(tài)，其過程為I、結(jié)合圖3，在t=t3、穩(wěn)壓二極管DW關(guān)斷瞬間，由于電感中的電流不能突變，因此勵(lì)磁電流IL將繼續(xù)流通；2、儲(chǔ)能電容C通過勵(lì)磁線圈L放電，其放電電流Ic2與勵(lì)磁電流IL的方向一致，二者互為互補(bǔ)維持；3、只要選擇儲(chǔ)能電容C合適的電容量，其與勵(lì)磁線圈L的電感相配合，就可獲得足夠長的LC時(shí)間常數(shù)(time constant)，使勵(lì)磁電流IL在充電電流10=0的時(shí)間段內(nèi)仍有足夠的、可保持閥芯吸持的電流強(qiáng)度。結(jié)合圖4a_4b，隨著放電的進(jìn)程，儲(chǔ)能電容C兩端的電圧UL將下降。在t=t5時(shí)刻，輸入電壓u=u5, UT=u5 — UL > UB的條件再次成立，穩(wěn)壓二極管DW再次擊穿呈短路，充電電流IO再次為儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L充電補(bǔ)充能量。在此t=t5時(shí)刻，由于儲(chǔ)能電容C兩端的電圧UL已被消耗而降至較低值，因此，充電電流10=15以較大的值為儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L充電補(bǔ)充能量，從而形成補(bǔ)能脈沖112的陡峭的上升沿。補(bǔ)能脈沖112在t=t5之后各時(shí)間段，充電電流IO的工作過程與吸合脈沖111在各相應(yīng)時(shí)間段的工作過程相似，這里不再重復(fù)敘述。吸合脈沖111與補(bǔ)能脈沖112的波形基本相同，只不過脈沖前沿不相同，前者上沖高后者上沖低，造成此差別的原因是I、穩(wěn)壓二極管DW擊穿導(dǎo)通瞬間，儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L的狀態(tài)不同，前者，儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L放電均已結(jié)束、電圧UL=O ;后者，儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L尚存部份能量、UL古O。圖4a-4b中，輸入電壓u5與ul的差值就是t=t5時(shí)刻電壓UL的值，此UL的值也是本實(shí)施例能在t=t5時(shí)刻仍可保持閥芯“吸持”狀態(tài)的原因；2、穩(wěn)壓二極管DW擊穿導(dǎo)通瞬間，勵(lì)磁線圈L的電感量不同，前者，閥芯未吸合，勵(lì)磁線圈L的電感量??；后者，閥芯已吸合，勵(lì)磁線圈L的電感量約為前者的200倍。綜合本實(shí)施例的上述工作過程，再結(jié)合圖3，可得出本實(shí)施例的以下特征I、穩(wěn)壓二極管DW實(shí)際上是一個(gè)具有鑒別功能的壓控開關(guān)。在吸合階段，其對(duì)隨機(jī)接通的AC電壓進(jìn)行自動(dòng)鑒別當(dāng)AC電壓的瞬時(shí)值小于其之擊穿電壓UB的值時(shí)，其截止不導(dǎo)通，當(dāng)AC電壓的瞬時(shí)值> UB的值時(shí)，其導(dǎo)通；在吸持階段，其對(duì)輸入的AC電壓與儲(chǔ)能電容C兩端電壓的差值進(jìn)行鑒別，當(dāng)此差值大于UB時(shí)，其導(dǎo)通，否則，就截止。2、所述的穩(wěn)壓二極管DW與所述的二極管D互為聯(lián)動(dòng)，當(dāng)二極管D截止時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW必然截止；當(dāng)穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通時(shí)，二極管D必定導(dǎo)通。3、儲(chǔ)能電容C既與穩(wěn)壓二極管DW也與二極管D互為聯(lián)動(dòng)，穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通時(shí)，其充電儲(chǔ)能；穩(wěn)壓二極管DW截止時(shí)，其對(duì)所述的勵(lì)磁線圈L放電釋能；其放電釋能時(shí)，二極管D截止；截止的二極管D鎖定了儲(chǔ)能電容C上的能量。由于三個(gè)電路，或者說穩(wěn)壓二極管DW、儲(chǔ)能電容C、二極管D三只元件巧妙地、協(xié)調(diào)一致地工作，使本實(shí)施例具備了 “節(jié)電”、“靜噪”、“強(qiáng)勁吸合”的三大功能。本實(shí)施例與傳統(tǒng)交流電磁閥的對(duì)照分析一、吸合I、本實(shí)施例選擇了具有合適的擊穿電壓UB的穩(wěn)壓二極管DW，使t=tl時(shí)刻，即穩(wěn)壓二極管DW擊穿、輸入電壓ul足夠高、勵(lì)磁線圈L產(chǎn)生的磁力足夠強(qiáng)、足以強(qiáng)有力地快速地吸合閥芯時(shí)，本實(shí)施例才通電吸合，否則就拒絕工作而作等待，直到輸入電壓的值升至u > UB時(shí)才猛烈地吸合閥芯。本實(shí)施例由于具有此“強(qiáng)勁吸合”的特性，因此，可以在某些場合取代結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的“先導(dǎo)式電磁閥”。2、嚴(yán)格地講，本實(shí)施例與傳統(tǒng)交流電磁閥的吸合電壓都是隨機(jī)的，均隨AC電壓接通時(shí)刻的交流瞬時(shí)值不同而不同。前已述，本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)隨機(jī)接通的AC電壓具有自動(dòng)鑒別的功能當(dāng)AC電壓的瞬時(shí)值u=UmSin( cot + (^)<UB時(shí)，其輸出的電壓UL=O;當(dāng)AC電壓的瞬時(shí)值U=UmSin (cot +小)彡UB時(shí)，其輸出的電壓UL=u、換言之，無論AC電壓何時(shí)接通，本實(shí)施例的吸合電壓均彡UB0傳統(tǒng)交流電磁閥則不然，其對(duì)隨機(jī)接通的AC電壓無鑒別的功能，全憑“運(yùn)氣”。運(yùn)氣好，AC電壓在u=UmSin( t +小)=Um時(shí)接通，則強(qiáng)有力地吸合；而大部份時(shí)間則是“運(yùn)氣不好”。設(shè)用于克服復(fù)位彈簧彈力的最低勵(lì)磁電壓(即最低吸合電壓)為U=UmSin (cot +<i>) =uO 貝丨J (I)、若AC電壓在u=u0時(shí)接通，其就勉強(qiáng)而無力地吸合；(2)、若AC電壓在u < UO時(shí)接通，其就白白地耗電而不能吸合，一直耗電至AC電壓的瞬時(shí)值上升至u=u0時(shí)才勉強(qiáng)而無力地吸合。二、噪聲I、傳統(tǒng)交流電磁閥在吸持階段，輸入到勵(lì)磁線圈中的AC電壓在“過零”(AC電壓由正半周向負(fù)半周或負(fù)半周向正半周過渡的“過零點(diǎn)”)時(shí)，零點(diǎn)附近的瞬時(shí)電壓u < u0 (前已述u0為用于克服復(fù)位彈簧彈力的最低勵(lì)磁電壓)，且勵(lì)磁線圈儲(chǔ)存的電能耗盡、勵(lì)磁電流換向時(shí)，磁力小于復(fù)位彈簧的彈力，閥芯將離開靜鐵芯，但其剛離開很小的一段距離時(shí)，AC電壓的瞬時(shí)值u已上升為u > u0，于是離開的閥芯重新被磁力拉回、閥芯、靜鐵芯重新吸合。 在此過程中，閥芯、靜鐵芯會(huì)產(chǎn)生頻率為100Hz (50Hz交流電)或120Hz (60Hz交流電)的機(jī)械振動(dòng)噪聲。本實(shí)施例經(jīng)二極管D整流后，為直流工作，不存在上述噪聲，元件參數(shù)的選擇又保證其可以穩(wěn)定地“吸持”，因此，本實(shí)施例具有“靜噪”的優(yōu)良性能。三、耗電I、傳統(tǒng)交流電磁閥為交流工作，存在滯磁損耗、渦流損耗；本實(shí)施例為直流工作，無滯磁損耗、渦流損耗。2、傳統(tǒng)交流電磁閥在AC電壓的全時(shí)域均通電；本實(shí)施例則為(I)、在AC電壓的負(fù)半周均截止不通電(僅此舉，本實(shí)施例已毫無疑義地比傳統(tǒng)交流電磁閥省電50 %)；(2)、結(jié)合圖4a_4b ^AC電壓的正半周，本實(shí)施例的“吸合脈沖” 111和“補(bǔ)能脈沖” 112的導(dǎo)通角Q1、Q2均小于180°，使本實(shí)施例更進(jìn)一步地省電；3、傳統(tǒng)交流電磁閥的勵(lì)磁線圈為感性器件，功率因素低，有附加的線路損耗。本實(shí)施例導(dǎo)通角之外的時(shí)域，穩(wěn)壓二極管DW、二極管D均截止，儲(chǔ)能電容C和勵(lì)磁線圈L充電時(shí)所得的能量全被“鎖”在內(nèi)部，與AC電源間無能量交換，功率因素一1，不存在因功率因素低而附加的線路損耗。圖5為實(shí)施例2的電路原理圖。本實(shí)施例2包括電路單元100及傳統(tǒng)交流電磁閥，其特征是所述的電路單元100是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，其由輸入端口 NI、輸出端口 P1、儲(chǔ)能電容C、輸出端口 P2、穩(wěn)壓二極管DW、二極管D、輸入端口 N2依次串聯(lián)后組成；其輸入端口 NI與AC電壓的SI端連接、輸入端口 N2與AC電壓的S2端連接、輸出端口 Pl與傳統(tǒng)交流電磁閥的勵(lì)磁線圈L之Al端連接、輸出端口 P2與所述的勵(lì)磁線圈L之A2端連接；儲(chǔ)能電容C的一端接輸出端口 P2，另一端接公共端E。本實(shí)施例2與實(shí)施例I相對(duì)照，變動(dòng)之處是I、二極管D的極性改為負(fù)極接輸入端口 N2、負(fù)極接穩(wěn)壓二極管DW，其在線路中的極性與實(shí)施例I中的二極管D之極性相反；2、脈沖充電電流10、儲(chǔ)能電容C之充電電流Icl、放電電流Ic2及勵(lì)磁電流IL的方向也相應(yīng)地與實(shí)施例I中的方向相反。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，作以上變動(dòng)后，本實(shí)施例2工作原理、工作過程仍與實(shí)施例I相同。以上闡述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，一切不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案實(shí)質(zhì)的技術(shù)替代，都應(yīng)在本實(shí) 用新型的權(quán)利要求的范圍內(nèi) 。
權(quán)利要求1. 一種電子式交流電磁閥，其包括電路單元與傳統(tǒng)交流電磁閥兩部份，其特征在于: 所述的電路單元是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò)，該四端口包括兩個(gè)輸入端口 NI和N2、兩個(gè)輸出端口 Pl 和 P2 ； 所述電路單元包括公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101和整流及能量鎖定電路.103 ;其中， 所述電路單元的連接關(guān)系為輸入端口 NI、公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101、整流及能量鎖定電路103、輸入端口 N2依次串聯(lián)；所述公共端E與儲(chǔ)能電路102之間輸出端口 Pl連接勵(lì)磁線圈的Al端，所述壓控開關(guān)電路101與儲(chǔ)能電路102之間的輸出端P2連 接至勵(lì)磁線圈的A2端，從而使得所述儲(chǔ)能電路102與勵(lì)磁線圈以并聯(lián)的形式連接； 其中，電容器C構(gòu)成所述儲(chǔ)能電路102、穩(wěn)壓二極管DW構(gòu)成所述壓控開關(guān)電路，二極管 D構(gòu)成所述整流及能量鎖定電路； 所述二極管D的正極連接至市政AC交流供電網(wǎng)絡(luò)，其負(fù)極與所述穩(wěn)壓二極管DW的負(fù)極連接，并且所述穩(wěn)壓二極管DW的正極連接至輸出端P2 ;或者，所述二極管D的負(fù)極連接至市政AC交流供電網(wǎng)絡(luò)，其正極與所述穩(wěn)壓二極管DW的正極連接，并且所述穩(wěn)壓二極管Dff的負(fù)極連接至輸出端P2 ;所述二極管D與所述穩(wěn)壓二極管DW互為聯(lián)動(dòng)，當(dāng)二極管D截止時(shí)，穩(wěn)壓二極管DW截止；當(dāng)穩(wěn)壓二極管DW導(dǎo)通時(shí)，二極管D導(dǎo)通。
專利摘要一種電子式交流電磁閥，其包括電路單元與傳統(tǒng)交流電磁閥兩部份,其特征在于所述的電路單元是一個(gè)四端口網(wǎng)絡(luò),該四端口包括兩個(gè)輸入端口N1和N2、兩個(gè)輸出端口P1和P2；所述電路單元包括公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101和整流及能量鎖定電路103；其中，所述電路單元的連接關(guān)系為輸入端口N1、公共端E、儲(chǔ)能電路102、壓控開關(guān)電路101、整流及能量鎖定電路103、輸入端口N2依次串聯(lián)；所述公共端E與儲(chǔ)能電路102之間輸出端口P1連接勵(lì)磁線圈的A1端，所述壓控開關(guān)電路101與儲(chǔ)能電路102之間的輸出端P2連接至勵(lì)磁線圈的A2端，從而使得所述儲(chǔ)能電路102與勵(lì)磁線圈以并聯(lián)的形式連接。
文檔編號(hào)F16K31/06GK202501080SQ20122016788
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者汪孟金 申請(qǐng)人:寧波市鎮(zhèn)海華泰電器廠