[实用新型]一种电磁阀高动态高频响控制系统

说明书

本实用新型公开了一种电磁阀高动态高频响控制系统。系统包括预加载高电压源、预加载稳电压源、高电压源、反向电压源、稳电压源、负电压源、零电压源、高速切换开关、电流检测器、电磁阀、压力传感系统和控制器；通过在电磁阀预期启闭时刻前，提前加载预加载高电压源，并通过预加载稳电压源使线圈电流保持在一个略小于开启电流的状态。在开启阶段，采用高电压源激励，使电流快速上升，减小了开启阶段的运动时间；在维持阶段前采用了反向电压源激励，能更快的将线圈电流从开启电流下降到维持电流；在关闭阶段，采用负电压源激励，使电流快速下降到0，减小了关闭阶段的运动时间。

技术领域

本实用新型涉及电磁阀控制领域，具体涉及一种电磁阀高动态高频响控制系统。

背景技术

在电磁阀中，安匝数和工作气隙对电磁铁的电磁力影响最大。安匝数即线圈匝数与单圈线圈中电流的乘积。在磁通量未饱和的情况下，电流越大，电磁力越大；工作气隙越小，电磁力越大。由于电磁阀在开启时往往是电磁铁中工作气隙最大的时候，而关闭时往往是电磁铁中工作气隙最小的时候，因此开启电流比关闭电流大。

目前大多数液压电磁阀采用单电压控制方式，即电磁阀接通电源后，驱动电压使电路中电流增大，同时由电流产生的电磁力也随之增大，当电磁力增大至足以克服电磁铁工作阻力时，电磁阀开启；驱动电压关闭后，电路中电流下降，同时电磁力随之下降，当电磁力下降至不足以克服电磁阀工作阻力时，电磁阀开始复位。

然而，该方法并不适用于对电磁阀动态响应有较高要求的场合。由于电磁铁和线圈具有电感效应，在阀开启和关闭时刻都会产生一定的滞后。若采用较小的驱动电压，在开启阶段电流上升速度慢，会造成较长的开启滞后时间；若采用较大的驱动电压，关闭时由于初始电流大，会造成较长的关闭滞后时间。因此单电压源控制方式无法同时缩短开启和关闭时的电磁阀滞后时间。

已有技术中高频电磁阀领域采用3电压源控制方式，以达到高频控制功能，专利[CN201610015304.4]中采用高电压源作为激励电压，使电磁阀在短时间内开启；稳压电源提供维持电压，使电流保持在一个略大于关闭电流的值；负电压源提供一个较大的反向电压，使电流在短时间内下降至关闭电流。达到同时缩短开启和关闭时电磁阀滞后时间的效果。

然而，已有3电压源控制(专利[CN201610015304.4])方式仅将一个周期划分为了四个阶段，达到缩短周期时间，提高电磁阀工作频率的效果，但是并未对每个阶段进行更深一步的优化。在电磁阀的开启、维持、关闭阶段均可采取一定的措施，使对每个阶段的耗时缩短，这可大幅提高高频电磁阀的工作频率。

发明内容

为了解决上述难点，本实用新型提出了一种电磁阀高动态高频响控制系统。

本实用新型首先公开了一种电磁阀高动态高频响控制系统，其包括预加载高电压源、预加载稳电压源、高电压源、反向电压源、稳电压源、负电压源、零电压源、高速切换开关、电流检测器、电磁阀、压力传感系统和控制器；

所述高速切换开关含有八个接触头，其中第一接触头与预加载高电压源相连，第二接触头与预加载稳电压源相连，第三接触头与高电压源相连，第四接触头与反向电压源相连，第五接触头与稳电压源相连，第六接触头与负电压源相连，第七接触头与零电压源相连，第八接触头与电流检测器相连；电流检测器与电磁阀的线圈相连，压力传感系统与电磁阀相连实时获得电磁阀各工作口的压力状态；控制器与压力传感系统相连，所述控制器包含控制信号产生单元；所述控制器的输出端口与高速切换开关相连并可控制第八接触头与其余7个接触头的接触状态。

作为本实用新型的优选方案，所述的控制信号产生单元产生的控制信号为方波信号，方波信号的占空比即电磁阀目标开启时间和周期时间比。控制信号的上升沿表示操作者希望电磁阀开启，控制信号高电位表示操作者希望电磁阀处于开启状态，控制信号下降沿表示操作者希望电磁阀关闭，控制信号低电位表示操作者希望电磁阀处于关闭状态。