[實(shí)用新型]一種電磁閥高動(dòng)態(tài)高頻響控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020050108.2
• 申請(qǐng)日: 2020-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211738171U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘麒;孫造詣;何賢劍;王軍;汪謝樂(lè);李研彪;陳波;孫鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16K31/06
• 分類號(hào): F16K31/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁閥高動(dòng)態(tài)高頻響控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括預(yù)加載高電壓源、預(yù)加載穩(wěn)電壓源、高電壓源、反向電壓源、穩(wěn)電壓源、負(fù)電壓源、零電壓源、高速切換開(kāi)關(guān)、電流檢測(cè)器、電磁閥、壓力傳感系統(tǒng)和控制器；通過(guò)在電磁閥預(yù)期啟閉時(shí)刻前，提前加載預(yù)加載高電壓源，并通過(guò)預(yù)加載穩(wěn)電壓源使線圈電流保持在一個(gè)略小于開(kāi)啟電流的狀態(tài)。在開(kāi)啟階段，采用高電壓源激勵(lì)，使電流快速上升，減小了開(kāi)啟階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；在維持階段前采用了反向電壓源激勵(lì)，能更快的將線圈電流從開(kāi)啟電流下降到維持電流；在關(guān)閉階段，采用負(fù)電壓源激勵(lì)，使電流快速下降到0，減小了關(guān)閉階段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電磁閥控制領(lǐng)域，具體涉及一種電磁閥高動(dòng)態(tài)高頻響控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在電磁閥中，安匝數(shù)和工作氣隙對(duì)電磁鐵的電磁力影響最大。安匝數(shù)即線圈匝數(shù)與單圈線圈中電流的乘積。在磁通量未飽和的情況下，電流越大，電磁力越大；工作氣隙越小，電磁力越大。由于電磁閥在開(kāi)啟時(shí)往往是電磁鐵中工作氣隙最大的時(shí)候，而關(guān)閉時(shí)往往是電磁鐵中工作氣隙最小的時(shí)候，因此開(kāi)啟電流比關(guān)閉電流大。

目前大多數(shù)液壓電磁閥采用單電壓控制方式，即電磁閥接通電源后，驅(qū)動(dòng)電壓使電路中電流增大，同時(shí)由電流產(chǎn)生的電磁力也隨之增大，當(dāng)電磁力增大至足以克服電磁鐵工作阻力時(shí)，電磁閥開(kāi)啟；驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)閉后，電路中電流下降，同時(shí)電磁力隨之下降，當(dāng)電磁力下降至不足以克服電磁閥工作阻力時(shí)，電磁閥開(kāi)始復(fù)位。

然而，該方法并不適用于對(duì)電磁閥動(dòng)態(tài)響應(yīng)有較高要求的場(chǎng)合。由于電磁鐵和線圈具有電感效應(yīng)，在閥開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)刻都會(huì)產(chǎn)生一定的滯后。若采用較小的驅(qū)動(dòng)電壓，在開(kāi)啟階段電流上升速度慢，會(huì)造成較長(zhǎng)的開(kāi)啟滯后時(shí)間；若采用較大的驅(qū)動(dòng)電壓，關(guān)閉時(shí)由于初始電流大，會(huì)造成較長(zhǎng)的關(guān)閉滯后時(shí)間。因此單電壓源控制方式無(wú)法同時(shí)縮短開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)的電磁閥滯后時(shí)間。

已有技術(shù)中高頻電磁閥領(lǐng)域采用3電壓源控制方式，以達(dá)到高頻控制功能，專利[CN201610015304.4]中采用高電壓源作為激勵(lì)電壓，使電磁閥在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)啟；穩(wěn)壓電源提供維持電壓，使電流保持在一個(gè)略大于關(guān)閉電流的值；負(fù)電壓源提供一個(gè)較大的反向電壓，使電流在短時(shí)間內(nèi)下降至關(guān)閉電流。達(dá)到同時(shí)縮短開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)電磁閥滯后時(shí)間的效果。

然而，已有3電壓源控制(專利[CN201610015304.4])方式僅將一個(gè)周期劃分為了四個(gè)階段，達(dá)到縮短周期時(shí)間，提高電磁閥工作頻率的效果，但是并未對(duì)每個(gè)階段進(jìn)行更深一步的優(yōu)化。在電磁閥的開(kāi)啟、維持、關(guān)閉階段均可采取一定的措施，使對(duì)每個(gè)階段的耗時(shí)縮短，這可大幅提高高頻電磁閥的工作頻率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述難點(diǎn)，本實(shí)用新型提出了一種電磁閥高動(dòng)態(tài)高頻響控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型首先公開(kāi)了一種電磁閥高動(dòng)態(tài)高頻響控制系統(tǒng)，其包括預(yù)加載高電壓源、預(yù)加載穩(wěn)電壓源、高電壓源、反向電壓源、穩(wěn)電壓源、負(fù)電壓源、零電壓源、高速切換開(kāi)關(guān)、電流檢測(cè)器、電磁閥、壓力傳感系統(tǒng)和控制器；

所述高速切換開(kāi)關(guān)含有八個(gè)接觸頭，其中第一接觸頭與預(yù)加載高電壓源相連，第二接觸頭與預(yù)加載穩(wěn)電壓源相連，第三接觸頭與高電壓源相連，第四接觸頭與反向電壓源相連，第五接觸頭與穩(wěn)電壓源相連，第六接觸頭與負(fù)電壓源相連，第七接觸頭與零電壓源相連，第八接觸頭與電流檢測(cè)器相連；電流檢測(cè)器與電磁閥的線圈相連，壓力傳感系統(tǒng)與電磁閥相連實(shí)時(shí)獲得電磁閥各工作口的壓力狀態(tài)；控制器與壓力傳感系統(tǒng)相連，所述控制器包含控制信號(hào)產(chǎn)生單元；所述控制器的輸出端口與高速切換開(kāi)關(guān)相連并可控制第八接觸頭與其余7個(gè)接觸頭的接觸狀態(tài)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述的控制信號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生的控制信號(hào)為方波信號(hào)，方波信號(hào)的占空比即電磁閥目標(biāo)開(kāi)啟時(shí)間和周期時(shí)間比。控制信號(hào)的上升沿表示操作者希望電磁閥開(kāi)啟，控制信號(hào)高電位表示操作者希望電磁閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，控制信號(hào)下降沿表示操作者希望電磁閥關(guān)閉，控制信號(hào)低電位表示操作者希望電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)。