电磁阀驱动电路的高效节能

超级夜猫子

donglw 发表于 2024-7-26 09:54
例如建筑高层供水水箱，就可以使用电磁阀，不使用电动阀；电动阀体积大，价格高。电磁阀体积小，价格低。

高层建筑现在都是无负压供水，采用变频泵组，根本没有需要频繁开启关闭的场合，更适用电动阀或者直接手动。屋面水箱是供消防用的，消防水箱和消防水池补水一般也是浮球阀加液位控制电动阀或直接手动（浮球阀容易关不死）。电动阀也就执行机构比电磁阀的线圈大一点，价格略高，我认为是可以接受的。还有一点，根据你的线路图无法检测电磁阀是否正常开启关闭（有时铁芯卡滞而线圈并未烧断），而电动阀检测开启关闭要容易得多，这对远程控制是很重要的。电磁阀的适用范围还是像气动工具、干洗机进液等频繁短时间开启或关闭的场合（电磁阀有常开和常闭型号）。

崂山

楼主驱动方式 “启动-----维持” 的模式比较合理和理想，说节能也不能说是错。

但离着“高效” 还差的太远，讲究效率的话，这个电路还没有入门。

donglw

bg1trk 发表于 2024-7-26 11:20
您的原理说明里，门电路逻辑叙述有问题。

谢谢，您的指正，上传修改文件！
电磁阀驱动电路的高效节能（修）.zip (18.79 KB, 下载次数: 24)

2024-7-26 15:40 上传

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donglw

为了缩小体积，除R6外其他元器件可采用表贴器件，电路图请参考楼层19#中的修改文档！

bg1trk

donglw 发表于 2024-7-26 15:40
谢谢，您的指正，上传修改文件！

按修改后的逻辑来说，电路可以简化，用一个非门就行了。
其实就是用555的定时功能在启动时短暂给驱动管加个较大的驱动电流。
控制555定时的S1，逻辑与维持电流相反，就再给它加个非门。您看是不是这意思。

donglw

bg1trk 发表于 2024-7-26 17:01
按修改后的逻辑来说，电路可以简化，用一个非门就行了。
其实就是用555的定时功能在启动时短暂给驱 ...

下面是上面的等效电路图，因为一个芯片包含了4个与非门，用一个与非门，为了避免干扰，其他3个的输入端需要接高电平，增加U1、U3的功耗，索性4个都用。

luosifu

我做过类似的电路，用于小功率继电器

中山老曹

哪里这么复杂，TL431跟一个NPN中功率管达成50mA的恒流源，取样电阻上并联一个大电容，启动的时候保持50mS-100mS的大电流区间，以吸合阀门，等电容充满电，就恢复50mA了。

上面几个电路，哪个可以说有50mA的恒流？都是跟管子的放大倍数有关。

中山老曹

24V×0.05=1.2瓦，省电的极致是24V初始供电，吸合稳定以后改成低压供电，低压很小，18×0.05=0.9V。开关电源也非常简单，最终功耗才0.9×0.05=0.045瓦，加上损耗，0.1瓦吧。

donglw

中山老曹 发表于 2024-7-27 08:10
24V×0.05=1.2瓦，省电的极致是24V初始供电，吸合稳定以后改成低压供电，低压很小，18×0.05=0.9V。开关电 ...

24V 0.05A无法吸附电磁阀！节电有两种方案：一是电流不变，降电压；一种是电压不变，降电流。晒一下你的电路，就清楚了。

中山老曹

24V0.05A是你的方案最终的功耗！！看不出来你从哪里能精确控制到50mA。

超级夜猫子

我们业余爱好者就喜欢把简单问题复杂化 ，其实无论是楼主还是其他老师的线路理论上都可行（只需微调一下参数），而且应该可以推广到其它电磁应用场合，如各种继电器、接触器、电磁锁，印象中以前电子报还是其它刊物也刊登过类似线路，但时至今日也未见哪个工业应用大规模采用此类线路（真如此，节约电能应该很可观啊）。我认为原因还是在于可靠性，你调试时的维持电流能够保持吸合，可时间长了以后，铁芯锈蚀、粉尘、流体内杂质、摩擦系数增大等原因就还能不能保持吸合。其实厂家工程师早已想到此类问题和需求，改变一下电磁铁的结构就行，也推出了相关产品，磁保持继电器、自保持电磁阀、自保持电磁铁等（忽然想起很多年前彩电的遥控交流断电开关）。就剩我们这些业余爱好者跟这个并不适用于长时间通电的普通电磁阀死磕 。

xiaocake1

曾经设计的一个小单机设备上有个动作是用电磁铁推动的，电磁铁动作后需要保持几十分钟的时间。
为了避免电磁铁长时间通电温度过高烧坏,我当时这么做的：

加个延时继电器，在其常闭触点上并个合适阻值的大功率的水泥或铝壳电阻，这个触点串到电磁铁的线圈回路。
启动后延时继电器常闭触点是闭合的，电磁铁线圈得到全电压。
延迟时间到了之后，延时继电器常闭触点断开，大功率电阻就串入到回路了，电磁铁线圈上就是降低后的电压。

我说的这个只是个解决方案，谈不上节能或低成本什么的。只是最简单最容易实现的方法，因为不需要改机械结构，对应的控制板软硬件也都不需要改动。

donglw

崂山 发表于 2024-7-26 13:05
楼主驱动方式 “启动-----维持” 的模式比较合理和理想，说节能也不能说是错。

但离着“高效” 还差的 ...

启动吸合时间1.1秒，启动电流1100mA；剩下维持时间（例如10分钟（600秒）），维持开启电流50mA。时间比为1.1:600，电流比为22:1。

崂山

donglw 发表于 2024-7-27 15:47
启动吸合时间1.1秒，启动电流1100mA；剩下维持时间（例如10分钟（600秒）），维持开启电流50mA。时间比 ...

“强启动------弱吸合维持”   设计的很好，既能有很强的吸合能力，又能维持一个低功耗。得着了电磁阀驱动的要领。
你原来的续流电路
你知道不能仅仅使用一个二极管（因为这样会形成空电流环不做功，它会维持很长时间   而使得电磁阀关闭拖泥带水）


采用“二极管+电阻”，“或者二极管+电压稳压管”， 就会大大缩短关闭时间，值得称道。
但是问题就在这里：频繁动作的电磁阀，其充磁能量会白白被浪费掉------

这在电池供电的领域，深海高温限制领域，航天航空能量紧张的领域  点滴的能量浪费都可能是致命的。

这就是我说的谈不上高效。离着高效还差得远。