CN101170001B - 高速开关电磁阀的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关阀的驱动方法，是一种高速开关电磁阀的驱动方法，在高速开关电磁阀的开启时刻施加加速电压；在高速开关电磁阀开启动作基本完成后将施加电压切换为维持电压；在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加颤振信号。本发明使高速开关电磁阀的开关特性得到优化，使高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高了高速开关电磁阀的控制性能。本发明可以在一定程度上提高高速开关电磁阀对于脉宽调制信号的响应频率范围，保证系统的压力稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关阀的驱动方法，具体的说是一种高速开关电磁阀的驱动方法。
背景技术
由于高速开关式电磁阀在脉宽调制信号(PWM)驱动下，可对流体系统的压力和流量进行直接数字控制，因而在现代流体系统中得到越来越广泛的应用。但是，高速开关式电磁阀在普通脉宽调制信号(PWM)驱动下，高速开关电磁阀的开启、关闭时间长，反应慢，影响了高速开关电磁阀的控制性能，而且会造成保证响应需要的低频脉宽调制信号(PWM)和保证系统压力稳定需要的高频脉宽调制信号(PWM)之间的矛盾。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可优化高速开关电磁阀的开关特性，使高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高高速开关电磁阀控制性能的高速开关电磁阀的驱动方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
高速开关电磁阀的驱动方法，在高速开关电磁阀的开启时刻施加加速电压；在高速开关电磁阀开启动作基本完成后将施加电压切换为维持电压，在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加颤振信号。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述的高速开关电磁阀的驱动方法，在高速开关电磁阀的开启时刻，施加高速开关电磁阀额定工作电压1.5～2倍的加速电压，使高速开关电磁阀迅速开启；在高速开关电磁阀开启动作基本完成后，将施加电压切换为高速开关电磁阀额定工作电压0.7～0.9倍的维持电压，以较小的功耗维持高速开关电磁阀的开启状态；在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加幅值为高速开关电磁阀额定工作电压的5％～15％、频率为电磁铁芯无阻尼自然频率1.2～2倍的颤振信号，使高速开关电磁阀的阀芯产生颤振运动。
前述的高速开关电磁阀的驱动方法，高速开关电磁阀正常工作时叠加的颤振信号的波形为正弦波或三角波。
本发明的优点为：本发明运用合理有效的高速开关电磁阀驱动方法，在通常的脉宽调制信号(PWM)的基础上使用了多路混合驱动技术，在阀开启时刻施加大于额定工作电压的加速电压，开启动作基本完成后切换为略低于额定工作电压的维持电压，同时在稳定的维持电压上叠加一定频率的颤振信号，以较小的功耗维持高速开关阀的开启状态，使高速开关电磁阀的开关特性得到优化，使高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高了高速开关电磁阀的控制性能。本发明可以在一定程度上提高高速开关电磁阀对于脉宽调制信号的响应频率范围，保证系统的压力稳定性。同时减少了维持高速开关电磁阀开启状态的功耗，节约了控制高速开关电磁阀所需要的能量。在高速开关电磁阀的稳定信号的基础上叠加颤振信号可以使阀芯产生颤振运动，使阀芯与阀套之间地静摩擦力转化成动摩擦力，进一步提高高速开关电磁阀开闭的灵敏度；而且阀芯经常作小幅度的颤振，可以清除其与阀套之间的间隙中堆积起来的杂质，降低高速开关电磁阀发生卡涩的几率。
附图说明
图1为高速开关阀驱动电压信号图。
具体实施方式
本发明是一种高速开关电磁阀驱动方法，在通常的脉宽调制信号(PWM)的基础上使用了多路混合驱动技术，在一个脉宽调制信号的周期中，先是施加了一个较大的加速电压，后切换为略低于额定值的工作电压，同时在该电压的基础上叠加了一定幅值的颤振信号，加速电压的幅值及持续时间和工作电压幅值根据具体情况优选。
在需要高速开关阀开启的时刻，施加约1.5～2倍于额定工作电压的加速电压，使高速开关电磁阀迅速开启；高速开关电磁阀开启动作基本完成后切换为0.7～0.9倍额定值的电压，以较小的功耗维持高速开关电磁阀的开启状态。
在稳定的维持电压基础上叠加幅值为高速开关电磁阀额定工作电压的5％～15％、频率为电磁铁芯无阻尼自然频率1.2～2倍的、波形可以为正弦波、三角波等的颤振信号。在高速开关电磁阀的稳定信号的基础上叠加颤振信号可以使阀芯产生颤振运动，使阀芯与阀套之间地静摩擦力转化成动摩擦力，进一步提高高速开关电磁阀开闭的灵敏度；而且阀芯经常作小幅度的颤振，可以清除其与阀套之间的间隙中堆积起来的杂质，降低高速开关电磁阀发生卡涩的几率。
本发明的驱动电压信号如图1所示，高速开关电磁阀在t1时刻开启，此时施加一个加速电压U1，假设高速开关电磁阀额定工作电压为U0，则U1＝1.5U0～2U0，使高速开关电磁阀迅速开启。高速开关电磁阀在t2时刻启动作基本完成，此地将施加电压切换为维持电压U2，U2＝0.7U0～0.9U0，以较小的功耗维持高速开关电磁阀的开启状态。t2时刻以后，高速开关电磁阀正常工作，在维持电压基础上叠加幅值为高速开关电磁阀额定工作电压U0的5％～15％、频率为电磁铁芯无阻尼自然频率1.2～2倍的颤振信号，使高速开关电磁阀的阀芯产生颤振运动。
实施例一
本实施例用本发明的方法对三菱G6T41572高速开关电磁阀进行驱动，三菱G6T41572高速开关电磁阀PWM频率为50Hz，额定工作电压为8V。三菱G6T41572高速开关电磁阀阀门开启时间为4.2ms，阀门关闭时间1.9ms。
在三菱G6T41572高速开关电磁阀开启时刻施加12V的加速电压。在三菱G6T41572高速开关电磁阀开启动作基本完成，将施加电压切换为5V的维持电压。在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加幅值为0.8V，频率为2KHz的颤振信号。通过本实施例的驱动方法驱动后，三菱G6T41572高速开关电磁阀开启时间为2.2ms，关闭时间为1.2ms。
由此可见，本发明使三菱G6T41572高速开关电磁阀的开关特性得到优化，使三菱G6T41572高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高了三菱G6T41572高速开关电磁阀的控制性能。
实施例二
本实施例用本发明的方法对HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀进行驱动，HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀PWM频率为30Hz，额定工作电压为12V。HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀阀门开启时间为4.8ms，阀门关闭时间1.9ms。
在HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀开启时刻施加24V的加速电压。在HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀开启动作基本完成，将施加电压切换为9V的维持电压。在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加幅值为1V，频率为1200Hz的颤振信号。通过本实施例的驱动方法驱动后，HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀开启时间为2.5ms，关闭时间为1.4ms。
由此可见，本发明使HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀的开关特性得到优化，使HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高了HS-G01-AR-D1高速开关电磁阀的控制性能。
实施例三
本实施例用本发明的方法对HSV-3202C7高速开关电磁阀进行驱动，HSV-3202C7高速开关电磁阀PWM频率为30Hz，额定工作电压为12V。HSV-3202C7高速开关电磁阀阀门开启时间为3.2ms，阀门关闭时间2.7ms。
在HSV-3202C7高速开关电磁阀开启时刻施加18V的加速电压。在HSV-3202C7高速开关电磁阀开启动作基本完成，将施加电压切换为9V的维持电压。在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加幅值为0.8V，频率为1200Hz的颤振信号。通过本实施例的驱动方法驱动后，HSV-3202C7高速开关电磁阀开启时间为2.1ms，关闭时间为1.8ms。
由此可见，本发明使HSV-3202C7高速开关电磁阀的开关特性得到优化，使HSV-3202C7高速开关电磁阀可以迅速开启、关闭，提高了HSV-3202C7高速开关电磁阀的控制性能。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (2)
1.高速开关电磁阀的驱动方法，在高速开关电磁阀的开启时刻施加加速电压；在高速开关电磁阀开启动作基本完成后将施加电压切换为维持电压；在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加颤振信号；其特征在于：在高速开关电磁阀的开启时刻，施加高速开关电磁阀额定工作电压1.5～2倍的加速电压，使高速开关电磁阀迅速开启；在高速开关电磁阀开启动作基本完成后，将施加电压切换为高速开关电磁阀额定工作电压0.7～0.9倍的维持电压，以较小的功耗维持高速开关电磁阀的开启状态；在高速开关电磁阀正常工作时，在稳定的维持电压基础上叠加幅值为高速开关电磁阀额定工作电压的5％～15％、频率为电磁铁芯无阻尼自然频率1.2～2倍的颤振信号，使高速开关电磁阀的阀芯产生颤振运动。
2.如权利要求1所述的高速开关电磁阀的驱动方法，其特征在于：所述高速开关电磁阀正常工作时叠加的颤振信号的波形为正弦波或三角波。
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