专利名称：电磁阀线圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电磁线圈，通过它的电磁场控制用于冷冻冷藏系统或空调系统的冷媒流向的电磁阀，以在电磁阀自启动阶段过渡至保持阶段的过程中产生由强至弱的电磁场，达到节能效果。
背景技术：
各类用于控制介质流向的阀，如双稳态电磁阀(如ZL03271725.3号专利)，是利用脉冲电流启动电磁阀后，由永磁力将阀保持在一个工作位置，达到节能目的；而另一类阀，如用于控制热泵空调在制冷、制热两种模式之间互相变换的四通换向阀，在其启动时需要一个较大的启动电流，到达工作位置后，还需要有一保持电流，以将阀保持在该工作位置。所述的四通换向阀，众所周知如图6所示，电磁线圈L设置在外壳的套筒10的外侧上，电磁线圈L外周装有支撑部件15，贯通孔内插有构成盖的固定芯铁12及构成外壳的套筒10，上述固定芯铁12和支撑部件16通过固定螺栓14连接。当线圈通电或断电时，通过芯铁7的直线运动，驱动滑块6在阀体5内移动，使滑块6在进出口流路1-4间换位，冷媒介质流体进行通断切换改变方向，更具体的如压缩机(无图)的输出冷媒通过流路1导入，然后被导入流路2和3或者流路3和4，从而改变方向。
上述四通换向阀，根据其芯铁在电磁场中的位置，启动时，需要一个较大的电流力，以克服弹簧力及阻力而动作。因此，在实际实施时，往往给电磁线圈一个较大的电流(通常称为启动电流)以将芯铁驱动至要求的工作位置；到达工作位置后，将芯铁保持在该工作位置(通常称该电流为保持电流)；然而该结构的启动电流与保持电流是一致的，而保持阶段的工作时间长，耗电量较大。
进一步的，通过线圈的电流恒定(取决于线圈两端的恒定电压)时，芯铁所受电磁力的大小，还取决于其在电磁场中的位置，当其工作于保持位置时，所受到的电磁力远大于其启动位置所受到的电磁力，从这个角度看，用与启动电流同样大小的电流作为保持电流则更显浪费电能。
出于对上述传统方案的改进，JP2003-97758的专利文献文献1提供了一种解决方案，该方案用两个电源控制电磁阀的电磁线圈，并在高电压端连接正特性温度系数器件(PTC)，用于控制向阀线圈通电流时产生的过大电流，防止阀线圈和控制回路被烧坏。
另外，JP2001-187980A的专利文献文献2公开了一种在电磁阀线圈上连接由齐纳二极管和二极管串联构成的辅助回路，在电流切断后使通过线圈的电流迅速泄流为零，以获得芯铁的快速回复，不属于本发明中的启动和保持阶段，不能实际解决电磁阀保持阶段的低电流要求。
如上结构，若采用文献1所述的高电压、低电压两个电源构成的控制回路，电路构成复杂且成本较高。另外，若使用文献2所述的辅助回路，通过使通入线圈的电流为零，缩短闭阀动作时所需的时间，不能解决电磁阀保持时的低功耗要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有电磁阀控制回路结构复杂、成本高的缺点，提供一种电磁阀线圈，以在控制电磁阀动作时，可以在启动时和保持时简单地改变施加给电磁线圈的电流大小，达到降低电耗，降低运行成本的目的。为此，本发明采用以下技术方案一种电磁阀线圈，由漆包线绕制构成绕组，其特征在于，构成所述绕组的部分漆包线上并联有可变电阻器件。根据此结构的绕组，由于绕组的一部分与可变电阻器件并联，电阻值可以改变，在启动和保持时，可维持线圈性能的同时，可以很好地改变电流值及与之对应的线圈匝数，因此可以保证给电磁阀提供可靠的启动功率并同时能够降低电力消耗。换句话讲，即通过该可变电阻器件来实现在电磁阀自启动阶段过渡至保持阶段的过程中简单自动地产生由大至小的施加在电磁线圈上的电流，进而产生由强至弱的电磁场(在保持阶段，由于气隙很小，电磁场虽然弱，仍然可以产生足够大的电磁力将电磁阀保持在该位置)，达到节能效果。
作为对上述方案的进一步完善和补充，以及拓展上述方案在具体实施时的实现方式，本发明还包括以下在下文中予以详细说明的附加(具体)技术特征所述绕组由分绕组串联而成。
串联成所述绕组的各分绕组的漆包线的线径相同或相异。相同线径对加工工艺来说是简单的，可以一次绕制完成；相异好处是通过调整线径，可以达到内外绕组电阻的合理匹配同时不会导致体积过大的后果，比如要求外绕组电阻大些，以降低保持电流，这样就可以绕少匝数的较细的漆包线而完成。
所述的可变电阻器件并联在所述的分绕组上。
所述绕组由线径相同的漆包线绕制构成，在所述漆包线的两端之间设置有用于连接所述可变电阻器件的接点。
所述可变电阻器件为正特性温度系数器件。
所述正特性温度系数器件为热敏电阻。
所述绕组至少外周的一部分通过绝缘材料进行密封。
所述的可变电阻器件封装在所述绝缘材料内或者裸露在所述绝缘材料之外。以便利于可变电阻器件的散热或者提高防水性能裸露在外面比包塑在线圈内部容易散热，这是显而易见的，便于PTC性能的稳定；但是裸露在外面给线圈的防水性能倒是不利的，从而为了防水的需要可以将可变电阻器件封装在所述绝缘材料内。
在电磁阀动作过程中对所述绕组两端施加恒定电压。
前述绕组两端施加恒定电压可以视为绕组由一个电源供电，根据此结构，绕组上由一个电源供给电流，无需增加复杂的控制回路，可以通过低成本的电流值变化实现启动时和保持时的动作。
前述绕组由分绕组串联而成，即绕组分成两个或者两个以上分绕组，根据此结构，电磁阀启动时，主要依靠分绕组，产生较大的电流，保证启动功率产生较的的磁场强度，而在电磁阀保持阶段比较长的时间里，切换到分绕组串连形成的整个绕组，绕组匝数增加使电流降低，既能保证电磁阀芯铁位置的可靠保持又能降低功耗和降低线圈发热。
前述的可变电阻器件为正特性温度系数器件，通过此正特性温度系数器件，可实现简单化低成本的电磁阀线圈。
前述正特性温度系数器件为热敏电阻，由此热敏电阻构成正特性温度系数器件，可以通过提供线圈的电流产生自身的温度变化，容易地改变电阻值。结果，可以使改变供给电流的电流值实现低成本。
前述绕组至少外周的一部分通过绝缘材料进行密封，根据此结构，由于绕组要经过密封，可以提高注塑线圈的质量和可靠性。
从本发明的电磁阀工作控制方法上来讲，供给阀线圈的电流通过可变电阻器件，在电磁阀启动阶段，给线圈施加高电流值，经过一定时间芯铁吸合在固定铁芯上开始进入保持阶段时，给线圈施加的电流为低电流值状态，是可以减少消耗功率比较优越的工作控制措施。
进一步的，本发明由一个电源向绕组提供电力，通过给线圈一个输入电压即可以控制供给阀线圈的电流，达到电磁阀可靠动作和可靠保持，可以实现降低功耗和降低成本，利于结构的小型化。
图1本发明电磁阀线圈绕组的连接原理图。
图2本发明电磁阀线圈动作的电压及电流特性图。
图3(A)、3(B)本发明电磁阀线圈的一种具体结构图，其中图3(B)为图3(A)的E-E向视图。
图4(A)、4(B)本发明电磁阀线圈的另一种具体结构图，其中图4(B)为图4(A)的K-K向视图。
图5本发明电磁阀线圈的一种注塑结构示意图。
图6本发明电磁阀线圈的另一种注塑结构示意图。
图7现有的电磁阀动作原理图。
图中C-电磁线圈绕组；C1、C2-分绕组；C01、C02-绕组引出线；Rt-可变电阻器件；P-电源；PTC-热敏电阻；PTC1、PTC2-PTC引出线；L1-内侧线圈；L2-外侧线圈；S1、S2、S3-接点端；a-恒定电压；b-通过线圈的电流特性；b1-启动阶段的电流；b2-保持阶段的电流；Ct-线圈电磁力特性；Ct1-启动阶段线圈电磁力；Ct2-保持阶段线圈电磁力；d-热敏电阻PTC的电阻特性；d1-启动阶段PTC的电阻；d2-保持阶段PTC的电阻；T1、T2、T3-接线端子；L1-内侧线圈；L2-外侧线圈；1、2、3、4-流路；5-阀体；6-滑块；7-芯铁；9-弹簧；10-套筒；12-固定芯铁；14-螺栓；15-线圈外壳；31-骨架；31a-卷芯；32-贯通孔；33-骨架端面；33a-突出部；35-注塑件。
具体实施例方式
下文述及的实施例均参照图1、图2予以说明图1为本发明电磁阀线圈L的绕组的连接原理图。图中C为在线圈骨架(图未示)绕制的绕组。C1及C2为分别构成绕组C的线圈分绕组，分绕组C1和C2经过串联构成线圈，C1一端S1及C2一端S2分别与电源P连接。上述绕组C2并联有可变电阻器件Rt，Rt连接在绕组C1和C2连接点S3和C2的一端S2之间。
图1所示的绕组C中，电源P由直流或交流电源构成，可变电阻器件由正特性温度系数器件热敏电阻构成；施加图2中所示的固定电压，即会产生图2所示的特性电流。
图2为电压及电流的特性图，纵轴为电压V及电流I，电阻R及电磁力，横轴为时间T。图2中，纵轴方向上a为电压值V，b1为电流值I的变化，Ct为绕阻C1和C2的电磁力的变化特性。d为热敏电阻PTC的电阻值Rt绕组C1和C2的合电阻值R变化特性。如图特性a中的电压值V保持一定，初始时间段T1内，PTC阻值很小，曲线b的电流值I是PTC电阻R为低电阻d1状态下得到的b1所示的高电流值I。因此，此时间段内，高电流b1供给线圈C，主要经过绕组C1及低电阻值的PTC(此时PTC阻值远小于绕组C2的阻值)，确保特性曲线Ct表示的大电磁力Ct1。电流b1作为高动作电流供给上述电磁阀SV的线圈L，电磁阀SV的动作启动时如图6所示的可动芯铁7进行移动，可动芯铁7在套筒10内滑动。因此，启动时，可以通过高电磁力保证电磁阀SV开阀能力，所以可以维持开阀能力。
动作时间T1(如1秒左右，可以设定)过后，PTC的温度上升，PTC的电阻值急剧增大，远大于绕组C2的阻值，整个回路中的电阻特性曲线R变成高电阻值d2，通过线圈C的电流就主要流向绕组C1和C2，此时电流I呈低电流值b2。即，电流I作为低电流动作保持电流，提供给绕组C。
因此，低电流b2主要通过对绕组C1和C2通电励磁，保证芯铁吸合电磁力的小电流值结果，电磁阀SV在保持期间(如1小时左右)通过低电流I维持保持，可以防止由于温度上升发热并长时间使用的电力消耗，维持绕线C的线圈性能。据此，可提供低成本低功耗的电磁阀线圈。
由于绕线C由一个电源P提供电流，可以通过低成本改变电流来实现启动时和保持时。以上的说明中，虽然使用了直流电源，本发明也可以使用交流电源。
实施例一图3(A)、3(B)为图1绕组C的骨架及骨架上绕线而成的绕阻C1及C2形成电磁阀线圈的一个实施方式图，其中图3(A)为骨架及绕组的端面剖视图，图3(B)骨架及绕组的纵向(E-E向)剖视图。
图3(A)中，圆形骨架31中央部如图6所示的插入固定芯铁、套筒的贯通孔32。
33为骨架31上下具有的端面，单侧(图3B的由右侧)有突出部形状33a，用于连接引线。
图3中，骨架31由合成树脂材料如PBT等材料，通过射出成型，骨架31的卷芯31a的外周绕的铜丝构成的绕组C1形成内侧线圈L1，内侧线圈L1的外周绕的绕组C2形成外侧线圈L2。C01及C02分别形成内侧线圈L1及外侧线圈L2的铜丝的引出线。PTC1及PTC2分别为PTC两端的引出线。
图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的预留位置中。其中T1和T3分别与线圈的导线(图中未表示)用于连接电源，T2只埋入线圈内部。内侧线圈L1的绕组C1的引出线C01的一边端部(始端部)与连接端子T1连接，形成图1的一端的S1，引出线C01的另一端部(终端部)与连接端子T2连接。外侧线圈L2的绕组C2的引出线C02的一边端部(始端部)与连接端子T2连接，引出线C02的另一端部(终端部)与连接端子T3连接，形成图1的另一点S2的同时，PTC的引出线的一边的PTC1与连接端子T3相连，形成图1的其他点S2，引出线的另一边的PTC2与连接端子T2连接，形成图1中的连接点S3。因此，与外侧线圈L2的绕线C2并联的PTC设置在连接端子T2和连接端子T3之间，外部连接端子T1及T3分别相对应图1的一端S1及另一端S2，且外部连接端子T2对应图1的连接点S3，所以外部连接端子T1和T3分别接引线(图未示)，此引线通过连接电源P，绕组C1和C2的内侧线圈L1和外侧线圈L2串联的同时，外侧线圈L2并联的的PTC构成的电磁线圈提供电力。
根据以上电磁阀线圈，通过选定上述PTC的最佳特性，电磁阀启动时如上所述，电源P提供的电流I的高电流b1通过内侧线圈L1和PTC，通电励磁，保证大的电磁力，所以电磁阀SV在短时间内可以获得可靠的开阀能力，此后，上述启动结束后，根据PTC的电阻特性，电流I的低电流b2和内侧线圈L1和外侧线圈L2的通电励磁，获得小的电流，但保证足够的电磁力，维持其保持动作，此保持动作持续时间长，但可以通过低电流值b2降低消耗电力的同时，降低绕组C1及C2的温升。
对PTC的固定可以为图5或者图6所示方式。
实施例二如图4(A)、4(B)所示，与图3(A)、3(B)不同的是，结构上取消了连接端子，如图4(A)所示，PTC2、内绕组L1的引出线C01的末端及外绕组L2的引出线C02的起始端焊接在一起形成图1的S3，内绕组L1的引出线C01的起始端与线圈的引线连接直接形成图1的S1，外绕组L2的引出线C02的末端与线圈引线连接直接形成图1的S2。
对PTC的固定可以为图5或者图6所示方式。
实施例三如图5所示，电磁线圈为通过注塑而成的注塑电磁阀线圈，PTC通过注塑采用内装方式被固定在绝缘材料35内。
实施例四如图6所示，PTC的PTC1及PTC2分别与连接端子T3及T2连接，PTC设置在树脂注塑件35的外侧。
图5、6中，35为绝缘材料，如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、PBT、PET等，注塑件35通过注入填充方法或射出成型方法。
根据以上结构，由于上述绕组经过包封或注塑成型，可以提高电磁阀绕组线圈的质量和可靠性。
在进行上述注塑时，讲了图5中电磁阀线圈的绕组外周全部注塑的情况，本发明不仅仅使用以上情况，也可以采用外周一部分注塑。
权利要求
1.一种电磁阀线圈，由漆包线绕制构成绕组，其特征在于，构成所述绕组的部分漆包线上并联有可变电阻器件。
2.根据权利要求1所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述绕组由分绕组串联而成。
3.根据权利要求2所述的电磁阀线圈，其特征在于，串联成所述绕组的各分绕组的漆包线的线径相同或相异。
4.根据权利要求2所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述的可变电阻器件并联在所述的分绕组上。
5.根据权利要求1所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述绕组由线径相同的漆包线绕制构成，在所述漆包线的两端之间设置有用于连接所述可变电阻器件的接点。
6.根据1～5任一权利要求所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述可变电阻器件为正特性温度系数器件。
7.根据权利要求6所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述正特性温度系数器件为热敏电阻。
8.根据1～5任一权利要求所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述绕组至少外周的一部分通过绝缘材料进行密封。
9.根据权利要求8所述的电磁阀线圈，其特征在于，所述的可变电阻器件封装在所述绝缘材料内或者裸露在所述绝缘材料之外。
10.根据1～5任一权利要求所述的电磁阀线圈，其特征在于，在电磁阀动作过程中对所述绕组两端施加恒定电压。
全文摘要
本发明是一种电磁阀线圈，由漆包线绕制构成绕组，其特征在于，构成所述绕组的部分漆包线上并联有可变电阻器件。它通过该可变电阻器件来实现在电磁阀自启动阶段过渡至保持阶段的过程中简单自动地产生由大至小的施加在电磁线圈上的电流，进而产生由强至弱的电磁场，达到节能效果。
文档编号H01F7/06GK1967034SQ20051006161
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者张胜昌, 陈斌, 胡梅宴 申请人:浙江三花制冷集团有限公司