專利名稱：一種電磁閥的控制線圈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電磁閥的控制線圈，通過向該線圈通電產(chǎn)生的電磁場來控制電磁閥動作，特別是用來控制電磁閥自啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。
背景技術：
各類用于控制介質(zhì)流向的閥，如雙穩(wěn)態(tài)電磁閥(如ZL03271725.3號專利)，是利用脈沖電流啟動電磁閥后，由永磁力將閥保持在一個工作位置，達到節(jié)能目的；而另一類閥，如用于控制熱泵空調(diào)在制冷、制熱兩種模式之間互相變換的四通換向閥，在其啟動時需要一個較大的啟動電流，到達工作位置后，還需要有一保持電流，以將閥保持在該工作位置。所述的四通換向閥，公知的如圖7所示，電磁線圈L設置在外殼的套筒10的外側(cè)上，電磁線圈L外周裝有支撐部件15，貫通孔內(nèi)插有構(gòu)成蓋的固定芯鐵12及構(gòu)成外殼的套筒10，上述固定芯鐵12和支撐部件16通過固定螺栓14連接。當線圈通電或斷電時，通過芯鐵7的直線運動，驅(qū)動滑塊6在閥體5內(nèi)移動，使滑塊6在進出口流路1-4間換位，冷媒介質(zhì)流體進行通斷切換改變方向，更具體的如壓縮機(無圖)的輸出冷媒通過流路1導入，然后被導入流路2和3或者流路3和4，從而改變方向。
上述四通換向閥，根據(jù)其芯鐵在電磁場中的位置，啟動時，需要一個較大的電磁力，以克服彈簧力及阻力而動作，因此，在實際實施時，往往給電磁線圈一個較大的電流(通常稱為啟動電流)以將芯鐵驅(qū)動至要求的工作位置，到達工作位置后，仍依靠該較大的電流，將其保持在該工作位置(通常稱該電流為保持電流)，但因這個階段的工作時間長，耗電量較大。
而且，電流恒定時，芯鐵所受電磁力的大小，還取決于其在電磁場中的位置，根據(jù)上述機構(gòu)，當其工作于保持位置時，所受到的電磁力遠大于其啟動位置所受到的電磁力，從這個角度看，用于啟動電流同樣大小的電流作為保持電流則更顯浪費電能。
出于對上述傳統(tǒng)方案的改進，CN1554003A文獻1提供了一種解決方案，該方案用兩個電源控制電磁閥的電磁線圈，并在高電壓端連接正特性溫度系數(shù)器件(PTC)，用于控制向閥線圈通電流時產(chǎn)生的過大電流，防止閥線圈和控制回路被燒壞。
另外，JP2001-187980A文獻2的專利文獻公開了一種在電磁閥線圈上連接由齊納二極管和二極管串聯(lián)構(gòu)成的輔助回路，在電流切斷后使通過線圈的電流迅速泄流為零，以獲得芯鐵的快速回復，不屬于本發(fā)明中的啟動和保持階段，不能實際解決電磁閥保持階段的低電流要求。
如上結(jié)構(gòu)，若采用文獻1所述的高電壓、低電壓兩個電源構(gòu)成的控制回路，電路構(gòu)成復雜且成本較高。另外，若使用文獻2所述的輔助回路，通過使通入線圈的電流為零，縮短閉閥動作時所需的時間，不能解決電磁閥保持時的低功耗要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現(xiàn)有電磁閥控制回路結(jié)構(gòu)復雜、成本高的缺點，提供一種電磁閥的控制線圈，以控制電磁閥自啟動階段向保持階段轉(zhuǎn)換時簡單地將施加給電磁線圈的電流由大變小，達到降低電耗，降低運行成本的目的。為此，本發(fā)明采用以下技術方案一種電磁閥的控制線圈，其特征在于所述控制線圈包括兩個并聯(lián)繞組，其中一個繞組上串聯(lián)有可變電阻器件，由該可變電阻器件自身的特性控制分配流經(jīng)該串聯(lián)有可變電阻器件的繞組的電流自電磁閥啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。根據(jù)此結(jié)構(gòu)的線圈，由于在并聯(lián)的繞組上選擇性的串聯(lián)可變電阻器件，從而可以改變整個線圈的電阻值，在啟動和保持時，可維持線圈性能的同時，可以很好地改變電流值及與之對應的線圈匝數(shù)，因此可以保證給電磁閥提供可靠的啟動功率并同時能夠降低電力消耗。換句話講，即通過該可變電阻器件來實現(xiàn)在電磁閥自啟動階段過渡至保持階段的過程中簡單自動地產(chǎn)生由大至小的施加在電磁線圈上的電流，進而產(chǎn)生由強至弱的電磁場(在保持階段，由于氣隙很小，電磁場雖然弱，仍然可以產(chǎn)生足夠大的電磁力將電磁閥保持在該位置)，達到節(jié)能效果。
作為對上述方案的進一步完善和補充，以及拓展上述方案在具體實施時的實現(xiàn)方式，本發(fā)明還包括以下在下文中予以詳細說明的附加(具體)技術特征所述啟動階段的高電流和保持階段的低電流由同一電源供電。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，繞組上由一個電源供給電流，無需增加復雜的控制回路，可以通過低成本的電流值變化實現(xiàn)啟動時和保持時的動作。
所述可變電阻器件為正特性溫度系數(shù)器件。
所述可變電阻器件為熱敏電阻。
所述的可變電阻器件由正特性溫度系數(shù)器件和固定電阻并聯(lián)而成?？梢杂行П苊鈫蝹€正特性溫度系數(shù)器件因制造導致的個體差異(如使用時各正特性溫度系數(shù)器件個體因溫度升高其高電阻值波動范圍差異很大)，使并聯(lián)后的總電阻更趨近于要求的特性；換句話說，并聯(lián)的固定電阻削弱了單個正特性溫度系數(shù)器件的個體差異。
繞制所述并聯(lián)的各繞組的漆包線的線徑相同或相異。相同線徑對加工工藝來說是簡單的，便于繞制；相異好處是通過調(diào)整線徑，可以達到各繞組電阻的合理匹配同時不會導致體積過大的后果，比如要求外繞組電阻大些，以降低保持電流，這樣就可以繞少匝數(shù)的較細的漆包線而完成。
一種電磁閥的控制方法，其特征在于控制線圈包括兩個并聯(lián)繞組，其中一個繞組上串聯(lián)有可變電阻器件，由該可變電阻器件自身的特性控制分配流經(jīng)該串聯(lián)有可變電阻器件的繞組的電流自電磁閥啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。
根據(jù)以上的電磁閥控制回路和方法，通過串聯(lián)在閥線圈的可變電阻器件，在電磁閥啟動時，可變電阻器件為低電阻值，可以確保向線圈提供高啟動電流；動作結(jié)束后的保持階段，為高電阻值，確保向線圈提供低保持電流，維持保持狀態(tài)。該方案通過一個電源向線圈施加電流，降低消耗功率。而且，控制回路結(jié)構(gòu)簡單，可減少消耗功率，因此可以實現(xiàn)降低成本。
從本發(fā)明的電磁閥工作控制方法上來講，由一個電源構(gòu)成，供給閥線圈的電流通過可變電阻器件，在電磁閥啟動階段，給線圈施加高電流值，經(jīng)過一定時間芯鐵吸合在固定鐵芯上開始進入保持階段時，給線圈施加的電流為低電流值狀態(tài)，是可以減少消耗功率比較優(yōu)越的工作控制方法。
本發(fā)明通過給控制回路一個輸入電壓即可以控制供給閥線圈的電流，達到電磁閥可靠動作和可靠保持，可以實現(xiàn)降低功耗和降低成本。


圖1將本發(fā)明應用于四通換向閥的原理示意圖。
圖2為圖1中的控制回路的一種原理圖。
圖3為圖2所示控制回路的電壓、電流以及與其對應的電阻、電磁力特性圖。
圖4A為圖1中控制回路的另一種原理圖。
圖4B為圖4A所示控制回路的電壓及電流特性圖。
圖5為本發(fā)明的電磁閥的控制線圈的特性圖。
圖6為本發(fā)明的線圈原理圖。
圖7為傳統(tǒng)控制回路應用于四通換向閥的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施方式參照圖1予以說明如圖1，該四通換向閥的結(jié)構(gòu)與圖7一致，同一符號指的是同一部分內(nèi)容，在此不再說明；此外，圖中12為控制回路，13為驅(qū)動信號發(fā)生裝置，14為一個電源，15為閥線圈L的端子。電源14的電壓施加在依次串聯(lián)的驅(qū)動信號發(fā)生裝置13(開關)、控制回路12直至閥線圈的端子15上，施加給閥線圈產(chǎn)生電流?？刂苹芈?2的具體結(jié)構(gòu)如圖2，可變電阻器件121構(gòu)成了控制回路12，產(chǎn)生圖3所示的特性。
從原理上講，有圖2和圖3以及圖4A和圖4B兩種實施方式實施例1圖2中，121為正特性溫度系數(shù)的熱敏電阻(以下稱PTC電阻)，L為閥線圈，PTC電阻121的一端與閥線圈的一端串聯(lián)；PTC電阻121的另一端與驅(qū)動信號發(fā)生裝置13相連，閥線圈L的另一端與電源14相連。
圖3中縱軸表示電壓V、電流I，控制回路12A的電阻值R及閥線圈L的產(chǎn)生的電磁力，橫軸表示時間T。
圖3中a為電壓值V，b為電流值I的變化，c為電磁力特性，d為PTC電阻121的電阻值R的變化特性。其中a所示的電壓值維持一定，曲線b電流值I在PTC電阻121電阻值R為電阻值d1狀態(tài)時，電磁閥SV啟動時，保證的b1高啟動電流值，圖1所示的芯鐵7發(fā)生移動；此動作完成后，芯鐵吸合，PTC電阻121的溫度上升，使PTC電阻121的特性d變?yōu)楦唠娮柚礵2，保證了特性曲線b電流I顯示為b2低保持電流，從而來維持保持動作。
圖2所示的具體結(jié)構(gòu)通過控制回路12A，在電磁閥SV動作時，保證在高電流下進行可靠地動作，動作完成后，保證維持低電流可靠地保持。
因此，控制回路12A通過一個電源14，在動作時保證產(chǎn)生必要的高電流；在動作后保證必要的低電流，可減少線圈L的消耗功率。
實施例2如圖4A，作為控制回路12B的可變電阻器件由熱敏電阻123(PTC)和固定電阻124構(gòu)成。其中，熱敏電阻123和固定電阻124并列，此連接點的一端與閥線圈一端連接，上述并列連接點的另一端與驅(qū)動信號發(fā)生裝置13連接，構(gòu)成與單個電源14連接的控制回路12B。
以上結(jié)構(gòu)，圖4B中所示的特性a1電壓值V維持一定，特性曲線b1電流值I通過固定電阻124，阻值遠大于低電阻值的PTC電阻123，向閥線圈施加高電流值Ib1，確保芯鐵動作時所需要的的動作電流，以作為電磁閥SV的閥線圈L的電磁力，上述動作結(jié)束后，根據(jù)PTC電阻123向高電阻值變化的特性，電流I通過固定電阻124，保證閥線圈L施加低電流的保持電流Ib2，維持保持狀態(tài)。
圖4A中的實施形態(tài)中，由于PTC和固定電阻并聯(lián)而成，可以有效避免單個PTC因制造導致的個體差異(如使用時各個體因溫度升高其高電阻值波動范圍差異很大)，使并聯(lián)后的總電阻更趨近于要求的特性；換句話說，并聯(lián)的固定電阻削弱了單個PTC的個體差異。
另外，本發(fā)明的控制回路12如圖1所示的實施方式，講述了連接在閥線圈外部，但本發(fā)明也可以連接在閥線圈內(nèi)部。
另外，以上的實施方式中，正特性溫度系數(shù)器件為熱敏電阻，但是也可以使用其他正特性溫度系數(shù)器件。
上述實施例介紹的用于四通閥的內(nèi)容也適用于其他需要保持電流將電磁閥保持在工作位置的閥。
以上實施方式中，從整個線圈電路原理上描述了串聯(lián)一個可變電阻器件的線圈的控制回路，而在具體實施時，使用兩個與電磁閥繞阻并聯(lián)的線圈，其中一個線圈上串聯(lián)一個可變電阻的控制回路即圖6所述的本實施方式的結(jié)構(gòu)的線圈和控制回路圖。圖中，L及L’是并聯(lián)的線圈，12為控制回路，串聯(lián)在線圈L上。121為構(gòu)成控制回路12的可變電阻器件使用的是如正特性溫度系數(shù)器件的熱敏電阻(以下稱PTC)。
而且，PTC121的一端連在線圈L的另一端，線圈L和線圈L’的一端的連接點C與電源14連接，PTC121的另一端與與線圈L’的另一端連接，此連接點C2與驅(qū)動信號發(fā)生裝置13相連。
由于以上結(jié)構(gòu)中，通入線圈L及L’的電流和電壓的大小與圖4B中的特性同樣調(diào)整，利用圖4B，反應供給線圈L及L’的電流及電壓狀況的電壓V如特性a1維持在一定的值，形成特性曲線b1的電流I。此電流I向線圈L及L’分流，形成電流I1及I2。此時，通過PTC121的低電阻值，線圈L和PTC121的電阻值比線圈L’的電阻值低，電流I1成為電流值高于線圈L’的電流I2的電流值Ib1，流入線圈L。結(jié)果，通過線圈L及L’可以充分地保證電磁閥SV作動時的動作電流，確保電磁閥SV啟動時的可靠動作。接著，所述電磁閥SV啟動完成后，經(jīng)一定時間如2秒-10秒后為保持動作時，由于PTC121的電阻值發(fā)生變化，變成高電阻值，線圈L和PTC121的電阻值高于線圈L’的電阻值，線圈L及L’的總電阻值變高，電流I1比電流I2低，電磁閥SV的啟動時的高電流可以作為動作維持時的保持電流來維持。
由于分流到線圈L的電流值通過控制回路12發(fā)生變化，用來控制電流I1及I2的總電流I的大小，確保供給電磁閥SV的電流作為啟動時的動作電流的高電流值，且電磁閥SV動作完畢后的維持電流的低電流值。
根據(jù)以上內(nèi)容，本實施方式中，可以保證電磁閥SV動作時的高電流值，和確保啟動完畢后維持階段的低電流值。
以下利用圖1和圖5來說明本發(fā)明的電磁閥的控制方法。
圖5主要描述了圖1中的電磁閥SV的閥線圈L由一個電源供給電流的特性。圖5中，a3表示的是固定有效電壓V，b3為電流的變化特性，縱軸為電壓V電流I，橫軸T為時間。
上述閥線圈上串聯(lián)的可變電阻器件上，具體為正特性溫度系數(shù)器件如熱敏電阻(以下稱PTC)，電磁閥SV的動作的啟動階段FS1時，由單一輸入電源14施加的電流I通過低電阻值時的熱敏電阻121，產(chǎn)生高電流Ib3，向線圈施加，通過閥線圈的電磁力，圖1中的芯鐵7移動推動閥塊6的移動，經(jīng)過時間t1結(jié)束后芯鐵吸合進入到保持階段FS2，其間PTC電阻發(fā)熱，電阻值增大，線圈電流即由Ib3轉(zhuǎn)變?yōu)镮b4。據(jù)此，通過利用可變電阻器件的電阻值的特性變化，可實現(xiàn)電磁閥動作的第一階段啟動時為高電流狀態(tài)；此后的第2階段保持時，為低電流值狀態(tài)，通過此方法，使供給的電流大小發(fā)生變化，實現(xiàn)動作的可靠性，降低成本。
另外，以上的實施方式中，正特性溫度系數(shù)器件為熱敏電阻，但是也可以使用其他正特性溫度系數(shù)器件或自動開關器件。
權利要求
1.一種電磁閥的控制線圈，其特征在于所述控制線圈包括兩個并聯(lián)繞組，其中一個繞組上串聯(lián)有可變電阻器件，由該可變電阻器件自身的特性控制分配流經(jīng)該串聯(lián)有可變電阻器件的繞組的電流自電磁閥啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。
2.根據(jù)權利要求1所述的電磁閥的控制線圈，其特征在于所述啟動階段的高電流和保持階段的低電流由同一電源供電。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電磁閥的控制線圈，其特征在于所述可變電阻器件為正特性溫度系數(shù)器件。
4.根據(jù)權利要求3所述的電磁閥的控制線圈，其特征在于所述的可變電阻器件為熱敏電阻。
5.根據(jù)權利要求1所述的電磁閥的控制線圈，其特征在于所述的可變電阻器件由正特性溫度系數(shù)器件和固定電阻并聯(lián)而成。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的電磁閥的控制線圈，其特征在于繞制所述并聯(lián)的各繞組的漆包線的線徑相同或相異。
7.一種電磁閥的控制方法，其特征在于控制線圈包括兩個并聯(lián)繞組，其中一個繞組上串聯(lián)有可變電阻器件，由該可變電阻器件自身的特性控制分配流經(jīng)該串聯(lián)有可變電阻器件的繞組的電流自電磁閥啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。
全文摘要
一種電磁閥的控制線圈，其特征在于所述控制線圈包括兩個并聯(lián)繞組，其中一個繞組上串聯(lián)有可變電阻器件，由該可變電阻器件自身的特性控制分配流經(jīng)該串聯(lián)有可變電阻器件的繞組的電流自電磁閥啟動階段的高電流向電磁閥保持階段的低電流變換。通過串聯(lián)在閥線圈繞組上的可變電阻器件，在電磁閥啟動時，可變電阻器件為低電阻值，可以確保向線圈提供高啟動電流；動作結(jié)束后的保持階段，為高電阻值，確保向線圈提供低保持電流，維持保持狀態(tài)；該方案通過一個電源向線圈施加電流，降低消耗功率；而且，控制回路結(jié)構(gòu)簡單，可減少消耗功率，因此可以實現(xiàn)降低成本。
文檔編號F16K31/06GK1991221SQ20051006220
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權日2005年12月26日
發(fā)明者張勝昌, 陳斌 申請人:浙江三花制冷集團有限公司