一、單穩態電磁閥
單穩態電磁閥供電為220V交流電,閥體內部設有整流電路。在加電時,閥芯克服彈力的作用,向下移動,封住冷凍室端口,液體進口端與冷藏室端連通,如下圖所示;不加電時,閥芯在彈簧的作用下,向上移動,封住冷藏室端口,液體進口端與冷凍室端連通。
從上述分析可知,在單穩態電磁閥中,若要實現閥芯的轉換并維持其狀態,則必須給線圈持續加電。因此,單穩態電磁閥具有功耗大、噪音大的缺點。
一款海信多溫室冰箱的管路系統如上圖所示,其單穩態電磁閥驅動電路如上圖所示。冰箱剛開機時,三極管V1基極得到高電位,三V1導通,繼電器吸合,電磁閥加電工作,制冷劑從冷藏室流向冷凍室。當冷藏室的溫度達到設定溫度時,主控板輸出低電平信號,V1截止,繼電器斷開,電磁閥停止供電,閥芯在彈簧的作用下切換,制冷劑只流向冷凍室。當冷凍室溫度達到設定溫度時,壓縮機停機。
二次開機時,主控板判定各溫區溫度,視冷藏室溫度情況判定是否給電磁閥上電。
由于單穩態電磁閥內置橋堆,因此無法通過測量線圈的直流電阻來判定電磁閥的好壞,這時可通過強制供電來檢測電磁閥好壞,具體方法如下:在下圖所示驅動電路中,給V1的基極加上正偏電壓,即找一只4.7kΩ的電阻,一端接12V電源正極,另一端觸發三極管基極,聽電磁閥內是否有“咯噠”的轉換聲,如果沒有,表示電磁閥閥芯卡死或線圈損壞;如果有,表示電磁閥無故障。
二、雙穩態電磁閥
雙穩態電磁閥供電為脈動120V直流電,可正可負。當給電磁閥線圈上加上不同極性的脈動直流電壓時,閥芯將向不同的方向運動;當停止供電時,閥芯將停止在運動終點上。雙穩態電磁閥內部只有閥體及線圈,故體積比單穩態小。另外,在閥芯處于任意一個狀態時,無需加電,故功耗非常小。
在雙穩態電磁閥中,位于中間位置的閥芯是一個鐵體,閥芯外放置一個永磁體,如上圖所示。工作時,閥芯產生穩定的的磁場,且隨著外電磁場的改變而運動。雙穩態電磁閥的驅動電路如下圖所示,正弦波經過零檢測電路篩選出正、負極性脈沖送給CPU,CPU進行計數分配。在一段時間內,CPU只將正弦波正半周的負極性脈沖送給光耦,通過光耦觸發后級可控硅,從而在電磁閥線圈中得到幾個正極性的脈動直流電,使得電磁閥閥芯朝一個方向運動。同樣,在另外一段時間內,CPU只將正弦波負半周的正極性脈沖,經倒相為負極性脈沖后送給光耦,觸發后級可控硅,從而在線圈中得到負極性的脈動直流電,使得電磁閥芯朝另外一個方向運動,從而實現雙穩態電磁閥轉換。
在判定雙穩態電磁閥能否正常轉換時,可強制給驅動電路施加觸發信號,觀察電磁閥工作是否正常,具體方法如下:用一根短導線,一端接在電源的負極上,另外一端對A點進行瞬間觸發,細聽電磁閥是否有連續強烈的“咔嗒”轉換聲,如果有,表示電磁閥無故障;如果沒有,表示電磁閥閥芯卡死或線圈斷路。
三、單穩態和雙穩態電磁閥的區別
雙線圈控制的二位五通電磁閥或二位三通電磁閥是雙穩態電磁閥。兩個線圈輪流觸發,每觸發一次,電磁閥狀態就切換(翻轉)一次。
單線圈控制的二位五通電磁閥或二位三通電磁閥是單穩態電磁閥。線圈被激勵時電磁閥是一個狀態(暫態),激勵消失時電磁閥返回到另一個狀態(常態)。