專利名稱：電磁閥線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁線圈，通過它的電磁場控制用于冷凍冷藏系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)的冷媒流向的電磁閥，以在電磁閥自啟動階段過渡至保持階段的過程中產(chǎn)生由強至弱的電磁場，達到節(jié)能效果。
背景技術(shù)：
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，眾所周知如圖6所示，電磁線圈L設(shè)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(dāng)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(dǎo)入，然后被導(dǎo)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，需要一個較大的電流力，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，將芯鐵保持在該工作位置(通常稱該電流為保持電流)；然而該結(jié)構(gòu)的啟動電流與保持電流是一致的，而保持階段的工作時間長，耗電量較大。
進一步的，通過線圈的電流恒定(取決于線圈兩端的恒定電壓)時，芯鐵所受電磁力的大小，還取決于其在電磁場中的位置，當(dāng)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，用與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，JP2003-97758的專利文獻文獻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的專利文獻文獻2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(fù)，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(fù)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(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有電磁閥控制回路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的缺點，提供一種電磁閥線圈，以在控制電磁閥動作時，可以在啟動時和保持時簡單地改變施加給電磁線圈的電流大小，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(shù)方案一種電磁閥線圈，由漆包線繞制構(gòu)成繞組，其特征在于，構(gòu)成所述繞組的部分漆包線上并聯(lián)有可變電阻器件。根據(jù)此結(jié)構(gòu)的繞組，由于繞組的一部分與可變電阻器件并聯(lián)，電阻值可以改變，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(yīng)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(shù)特征所述繞組由分繞組串聯(lián)而成。
串聯(lián)成所述繞組的各分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，可以一次繞制完成；相異好處是通過調(diào)整線徑，可以達到內(nèi)外繞組電阻的合理匹配同時不會導(dǎo)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。
所述的可變電阻器件并聯(lián)在所述的分繞組上。
所述繞組由線徑相同的漆包線繞制構(gòu)成，在所述漆包線的兩端之間設(shè)置有用于連接所述可變電阻器件的接點。
所述可變電阻器件為正特性溫度系數(shù)器件。
所述正特性溫度系數(shù)器件為熱敏電阻。
所述繞組至少外周的一部分通過絕緣材料進行密封。
所述的可變電阻器件封裝在所述絕緣材料內(nèi)或者裸露在所述絕緣材料之外。以便利于可變電阻器件的散熱或者提高防水性能裸露在外面比包塑在線圈內(nèi)部容易散熱，這是顯而易見的，便于PTC性能的穩(wěn)定；但是裸露在外面給線圈的防水性能倒是不利的，從而為了防水的需要可以將可變電阻器件封裝在所述絕緣材料內(nèi)。
在電磁閥動作過程中對所述繞組兩端施加恒定電壓。
前述繞組兩端施加恒定電壓可以視為繞組由一個電源供電，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(fù)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。
前述繞組由分繞組串聯(lián)而成，即繞組分成兩個或者兩個以上分繞組，根據(jù)此結(jié)構(gòu)，電磁閥啟動時，主要依靠分繞組，產(chǎn)生較大的電流，保證啟動功率產(chǎn)生較的的磁場強度，而在電磁閥保持階段比較長的時間里，切換到分繞組串連形成的整個繞組，繞組匝數(shù)增加使電流降低，既能保證電磁閥芯鐵位置的可靠保持又能降低功耗和降低線圈發(fā)熱。
前述的可變電阻器件為正特性溫度系數(shù)器件，通過此正特性溫度系數(shù)器件，可實現(xiàn)簡單化低成本的電磁閥線圈。
前述正特性溫度系數(shù)器件為熱敏電阻，由此熱敏電阻構(gòu)成正特性溫度系數(shù)器件，可以通過提供線圈的電流產(chǎn)生自身的溫度變化，容易地改變電阻值。結(jié)果，可以使改變供給電流的電流值實現(xiàn)低成本。
前述繞組至少外周的一部分通過絕緣材料進行密封，根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于繞組要經(jīng)過密封，可以提高注塑線圈的質(zhì)量和可靠性。
從本發(fā)明的電磁閥工作控制方法上來講，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)越的工作控制措施。
進一步的，本發(fā)明由一個電源向繞組提供電力，通過給線圈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，利于結(jié)構(gòu)的小型化。


圖1本發(fā)明電磁閥線圈繞組的連接原理圖。
圖2本發(fā)明電磁閥線圈動作的電壓及電流特性圖。
圖3(A)、3(B)本發(fā)明電磁閥線圈的一種具體結(jié)構(gòu)圖，其中圖3(B)為圖3(A)的E-E向視圖。
圖4(A)、4(B)本發(fā)明電磁閥線圈的另一種具體結(jié)構(gòu)圖，其中圖4(B)為圖4(A)的K-K向視圖。
圖5本發(fā)明電磁閥線圈的一種注塑結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6本發(fā)明電磁閥線圈的另一種注塑結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7現(xiàn)有的電磁閥動作原理圖。
圖中C-電磁線圈繞組；C1、C2-分繞組；C01、C02-繞組引出線；Rt-可變電阻器件；P-電源；PTC-熱敏電阻；PTC1、PTC2-PTC引出線；L1-內(nèi)側(cè)線圈；L2-外側(cè)線圈；S1、S2、S3-接點端；a-恒定電壓；b-通過線圈的電流特性；b1-啟動階段的電流；b2-保持階段的電流；Ct-線圈電磁力特性；Ct1-啟動階段線圈電磁力；Ct2-保持階段線圈電磁力；d-熱敏電阻PTC的電阻特性；d1-啟動階段PTC的電阻；d2-保持階段PTC的電阻；T1、T2、T3-接線端子；L1-內(nèi)側(cè)線圈；L2-外側(cè)線圈；1、2、3、4-流路；5-閥體；6-滑塊；7-芯鐵；9-彈簧；10-套筒；12-固定芯鐵；14-螺栓；15-線圈外殼；31-骨架；31a-卷芯；32-貫通孔；33-骨架端面；33a-突出部；35-注塑件。
具體實施例方式
下文述及的實施例均參照圖1、圖2予以說明圖1為本發(fā)明電磁閥線圈L的繞組的連接原理圖。圖中C為在線圈骨架(圖未示)繞制的繞組。C1及C2為分別構(gòu)成繞組C的線圈分繞組，分繞組C1和C2經(jīng)過串聯(lián)構(gòu)成線圈，C1一端S1及C2一端S2分別與電源P連接。上述繞組C2并聯(lián)有可變電阻器件Rt，Rt連接在繞組C1和C2連接點S3和C2的一端S2之間。
圖1所示的繞組C中，電源P由直流或交流電源構(gòu)成，可變電阻器件由正特性溫度系數(shù)器件熱敏電阻構(gòu)成；施加圖2中所示的固定電壓，即會產(chǎn)生圖2所示的特性電流。
圖2為電壓及電流的特性圖，縱軸為電壓V及電流I，電阻R及電磁力，橫軸為時間T。圖2中，縱軸方向上a為電壓值V，b1為電流值I的變化，Ct為繞阻C1和C2的電磁力的變化特性。d為熱敏電阻PTC的電阻值Rt繞組C1和C2的合電阻值R變化特性。如圖特性a中的電壓值V保持一定，初始時間段T1內(nèi)，PTC阻值很小，曲線b的電流值I是PTC電阻R為低電阻d1狀態(tài)下得到的b1所示的高電流值I。因此，此時間段內(nèi)，高電流b1供給線圈C，主要經(jīng)過繞組C1及低電阻值的PTC(此時PTC阻值遠小于繞組C2的阻值)，確保特性曲線Ct表示的大電磁力Ct1。電流b1作為高動作電流供給上述電磁閥SV的線圈L，電磁閥SV的動作啟動時如圖6所示的可動芯鐵7進行移動，可動芯鐵7在套筒10內(nèi)滑動。因此，啟動時，可以通過高電磁力保證電磁閥SV開閥能力，所以可以維持開閥能力。
動作時間T1(如1秒左右，可以設(shè)定)過后，PTC的溫度上升，PTC的電阻值急劇增大，遠大于繞組C2的阻值，整個回路中的電阻特性曲線R變成高電阻值d2，通過線圈C的電流就主要流向繞組C1和C2，此時電流I呈低電流值b2。即，電流I作為低電流動作保持電流，提供給繞組C。
因此，低電流b2主要通過對繞組C1和C2通電勵磁，保證芯鐵吸合電磁力的小電流值結(jié)果，電磁閥SV在保持期間(如1小時左右)通過低電流I維持保持，可以防止由于溫度上升發(fā)熱并長時間使用的電力消耗，維持繞線C的線圈性能。據(jù)此，可提供低成本低功耗的電磁閥線圈。
由于繞線C由一個電源P提供電流，可以通過低成本改變電流來實現(xiàn)啟動時和保持時。以上的說明中，雖然使用了直流電源，本發(fā)明也可以使用交流電源。
實施例一圖3(A)、3(B)為圖1繞組C的骨架及骨架上繞線而成的繞阻C1及C2形成電磁閥線圈的一個實施方式圖，其中圖3(A)為骨架及繞組的端面剖視圖，圖3(B)骨架及繞組的縱向(E-E向)剖視圖。
圖3(A)中，圓形骨架31中央部如圖6所示的插入固定芯鐵、套筒的貫通孔32。
33為骨架31上下具有的端面，單側(cè)(圖3B的由右側(cè))有突出部形狀33a，用于連接引線。
圖3中，骨架31由合成樹脂材料如PBT等材料，通過射出成型，骨架31的卷芯31a的外周繞的銅絲構(gòu)成的繞組C1形成內(nèi)側(cè)線圈L1，內(nèi)側(cè)線圈L1的外周繞的繞組C2形成外側(cè)線圈L2。C01及C02分別形成內(nèi)側(cè)線圈L1及外側(cè)線圈L2的銅絲的引出線。PTC1及PTC2分別為PTC兩端的引出線。
圖3(A)中，T1、T2及T3表示端子，直接注塑在骨架31或插在骨架31的預(yù)留位置中。其中T1和T3分別與線圈的導(dǎo)線(圖中未表示)用于連接電源，T2只埋入線圈內(nèi)部。內(nèi)側(cè)線圈L1的繞組C1的引出線C01的一邊端部(始端部)與連接端子T1連接，形成圖1的一端的S1，引出線C01的另一端部(終端部)與連接端子T2連接。外側(cè)線圈L2的繞組C2的引出線C02的一邊端部(始端部)與連接端子T2連接，引出線C02的另一端部(終端部)與連接端子T3連接，形成圖1的另一點S2的同時，PTC的引出線的一邊的PTC1與連接端子T3相連，形成圖1的其他點S2，引出線的另一邊的PTC2與連接端子T2連接，形成圖1中的連接點S3。因此，與外側(cè)線圈L2的繞線C2并聯(lián)的PTC設(shè)置在連接端子T2和連接端子T3之間，外部連接端子T1及T3分別相對應(yīng)圖1的一端S1及另一端S2，且外部連接端子T2對應(yīng)圖1的連接點S3，所以外部連接端子T1和T3分別接引線(圖未示)，此引線通過連接電源P，繞組C1和C2的內(nèi)側(cè)線圈L1和外側(cè)線圈L2串聯(lián)的同時，外側(cè)線圈L2并聯(lián)的的PTC構(gòu)成的電磁線圈提供電力。
根據(jù)以上電磁閥線圈，通過選定上述PTC的最佳特性，電磁閥啟動時如上所述，電源P提供的電流I的高電流b1通過內(nèi)側(cè)線圈L1和PTC，通電勵磁，保證大的電磁力，所以電磁閥SV在短時間內(nèi)可以獲得可靠的開閥能力，此后，上述啟動結(jié)束后，根據(jù)PTC的電阻特性，電流I的低電流b2和內(nèi)側(cè)線圈L1和外側(cè)線圈L2的通電勵磁，獲得小的電流，但保證足夠的電磁力，維持其保持動作，此保持動作持續(xù)時間長，但可以通過低電流值b2降低消耗電力的同時，降低繞組C1及C2的溫升。
對PTC的固定可以為圖5或者圖6所示方式。
實施例二如圖4(A)、4(B)所示，與圖3(A)、3(B)不同的是，結(jié)構(gòu)上取消了連接端子，如圖4(A)所示，PTC2、內(nèi)繞組L1的引出線C01的末端及外繞組L2的引出線C02的起始端焊接在一起形成圖1的S3，內(nèi)繞組L1的引出線C01的起始端與線圈的引線連接直接形成圖1的S1，外繞組L2的引出線C02的末端與線圈引線連接直接形成圖1的S2。
對PTC的固定可以為圖5或者圖6所示方式。
實施例三如圖5所示，電磁線圈為通過注塑而成的注塑電磁閥線圈，PTC通過注塑采用內(nèi)裝方式被固定在絕緣材料35內(nèi)。
實施例四如圖6所示，PTC的PTC1及PTC2分別與連接端子T3及T2連接，PTC設(shè)置在樹脂注塑件35的外側(cè)。
圖5、6中，35為絕緣材料，如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、PBT、PET等，注塑件35通過注入填充方法或射出成型方法。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，由于上述繞組經(jīng)過包封或注塑成型，可以提高電磁閥繞組線圈的質(zhì)量和可靠性。
在進行上述注塑時，講了圖5中電磁閥線圈的繞組外周全部注塑的情況，本發(fā)明不僅僅使用以上情況，也可以采用外周一部分注塑。
權(quán)利要求
1.一種電磁閥線圈，由漆包線繞制構(gòu)成繞組，其特征在于，構(gòu)成所述繞組的部分漆包線上并聯(lián)有可變電阻器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述繞組由分繞組串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁閥線圈，其特征在于，串聯(lián)成所述繞組的各分繞組的漆包線的線徑相同或相異。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述的可變電阻器件并聯(lián)在所述的分繞組上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述繞組由線徑相同的漆包線繞制構(gòu)成，在所述漆包線的兩端之間設(shè)置有用于連接所述可變電阻器件的接點。
6.根據(jù)1～5任一權(quán)利要求所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述可變電阻器件為正特性溫度系數(shù)器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述正特性溫度系數(shù)器件為熱敏電阻。
8.根據(jù)1～5任一權(quán)利要求所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述繞組至少外周的一部分通過絕緣材料進行密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁閥線圈，其特征在于，所述的可變電阻器件封裝在所述絕緣材料內(nèi)或者裸露在所述絕緣材料之外。
10.根據(jù)1～5任一權(quán)利要求所述的電磁閥線圈，其特征在于，在電磁閥動作過程中對所述繞組兩端施加恒定電壓。
全文摘要
本發(fā)明是一種電磁閥線圈，由漆包線繞制構(gòu)成繞組，其特征在于，構(gòu)成所述繞組的部分漆包線上并聯(lián)有可變電阻器件。它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，達到節(jié)能效果。
文檔編號H01F7/06GK1967034SQ20051006161
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者張勝昌, 陳斌, 胡梅宴 申請人:浙江三花制冷集團有限公司