步进电机电动式电子膨胀阀制造技术

步进电机电动式电子膨胀阀主要包括阀体、步进电机、传感器和电子控制单元等，其中步进电机定子绕组线圈在轴向排列成四层，将第一层线圈引线末端引出，第二层线圈起始端引出，两个引出端并在一起作为公共端，与驱动电路的正极相连，将第一层线圈的引线起始端和第二层线圈的末端分别引出与驱动电路的负极相连，将第三层线圈的引线末端引出，第四层线圈的起始端引出，两个引出端并在一起作为公共端，与驱动电路的正极相连，将第三层线圈的引线起始端和第四层线圈的末端分别引出与驱动电路的负极相连，相邻线圈之间各放置一个环状铁质隔板，其厚度为５毫米。本发明专利技术使得输出电压干扰现象基本消除，提高了控制系统的稳定性、可靠性和寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种步进电机电动式电子膨胀阀，特别是一种应用于中小型制冷、空调装置的步进电机电动式电子膨胀阀，属于空调制冷
电子膨胀阀都是由膨胀阀本体、传感器和电子控制单元组成。而步进电机电动式电子膨胀阀本体由阀体和接收脉冲信号的步进电机构成，步进电机包括定子线圈、执行机构和转子，也称电动执行器，其特性对于制冷剂流量和电子调节都有重要影响。运行时，控制器就发出一个开度指令输出到电子膨胀阀，阀的开度根据负荷的大小受电子控制器控制，它发出脉冲信号控制步进电机的正反转，带动阀杆上下移动开大或关小阀孔，从而控制进出蒸发器的制冷剂流量。已有技术中，上海俊乐制冷自控元件有限公司生产的步进电机电动式电子膨胀阀步进电机定子线圈绕组在轴向有两层，上下层各有两个绕组。上层两个绕组平行绕制而成。从两个线圈绕组的不同位置各引出一根线并在一起作共同端，连电源正极，但相位相差180。下层两个绕组类似于上层。在上层和下层之间有一个环形的塑料垫片(隔板)。驱动方式采用4相8拍方式。各相电源通断不一致导致输出电压互相干扰(实际上干扰主要存在于上层不同绕组之间和下层不同绕组之间，而上下层绕组间的干扰相对较小)，具体现象是当输出点应该保持持续高电压输出时，由于其它相位电压的改变(电源的开关)，在输出点出现一个短时间下降，然后回升的电压脉冲。这样对电子膨胀阀的正常运行带来了以下不良影响驱动电路三极管寿命有所下降，可能导致驱动电路过早失效；步进电机工作不稳定，出现震动，减少寿命，更严重的是它可能影响整个控制系统的稳定性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术是由阀体、步进电机、传感器和电子控制单元组成，其中步进电机定子绕组的线圈在轴向排列成四层，每层一个线圈，每个线圈单独绕制；将第一层线圈的引线末端引出，第二层线圈的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与控制端红色引线即与驱动电路的正极相连；将第一层线圈的引线起始端和第二层线圈的末端分别引出与白线和绿线即与驱动电路的负极相连，这样上面的两个线圈引出端共有3个；将第三层线圈的引线末端引出，第四层线圈的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与控制端红色引线即与驱动电路的正极相连；将第三层线圈的引线起始端和第四层线圈的末端分别引出与黄色和青色即与驱动电路的负极相连，这样上面的两个线圈引出端共有3个；相邻线圈之间各放置一个环状铁质隔板，其厚度为5毫米。这样的隔板共有三块。其目的是保证所有的四个线圈均通过隔板隔开，以减少当线圈通电与断开时的相互电磁影响。实际上这种绕组方法使得整体结构由原先的上下两层变为由三个挡板隔开的四层，每个线圈为一层。当两个相邻的线圈中的电流状态发生变化时(其中一个状态发生变化，即由无电流到通电或由通电到断开时)，两个线圈之间的隔板可以最大程度地减少磁通量的变化对相邻线圈的影响。本专利技术的有益效果是，由于各相电源通断不一致导致输出电压互相干扰现象基本消除，保证驱动电路三极管处于正常工作状态，步进电机工作稳定，可以有效地保证整个控制系统的稳定性，提高系统的可靠性和寿命。附图说明图1是本专利技术的电子膨胀阀结构组成示意2是步进电机结构示意3是步进电机定子线圈绕组示意4是电子膨胀阀驱动电路原理5是第4相绕组所在驱动电路中C点波形中1为阀体，2为步进电机，3为传感器，4为电子控制单元，5为定子，6为转子，7为执行机构，8为第一层线圈，9为第二层线圈，10为第三层线圈，11为第四层线圈 12、13、14为环状铁质隔板，15为定子铁芯如图4所示，4相绕组驱动电路相同，这里只画出一相。驱动方式采用4相8拍方式，时序见表1。在控制器线路板调试过程中，用示波器观察驱动电路中C点波形，发现如图5所示(以第4相绕组为例)，不同相之间的输出电压干扰现象基本消除，反映在电压干扰幅度和时间均减少，大约幅度为原先的三分之一，而时间由原先的毫秒级变为微秒级。表1步进电机4相8拍驱动相序 权利要求1.一种步进电机电动式电子膨胀阀，主要包括阀体(1)、步进电机(2)、传感器(3)和电子控制单元(4)等，其中步进电机由定子(5)，转子(6)和执行机构(7)组成，其特征在于步进电机(2)中的定子是由定子铁芯(15)与沿其轴向依次排列绕制的四层线圈(8)，(9)，(10)，(11)组成，每个线圈单独绕制，将第一层线圈(8)的引线末端引出，第二层线圈(9)的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与驱动电路的正极相连，将第一层线圈(8)的引线起始端和第二层线圈(9)的末端分别引出与驱动电路的负极相连，将第三层线圈(10)的引线末端引出，第四层线圈(11)的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与驱动电路的正极相连，将第三层线圈(10)的引线起始端和第四层线圈(11)的末端分别引出与驱动电路的负极相连，相邻线圈之间各放置一个环状铁质隔板(12)，(13)，(14)，其厚度为5毫米。全文摘要步进电机电动式电子膨胀阀主要包括阀体、步进电机、传感器和电子控制单元等，其中步进电机定子绕组线圈在轴向排列成四层，将第一层线圈引线末端引出，第二层线圈起始端引出，两个引出端并在一起作为公共端，与驱动电路的正极相连，将第一层线圈的引线起始端和第二层线圈的末端分别引出与驱动电路的负极相连，将第三层线圈的引线末端引出，第四层线圈的起始端引出，两个引出端并在一起作为公共端，与驱动电路的正极相连，将第三层线圈的引线起始端和第四层线圈的末端分别引出与驱动电路的负极相连，相邻线圈之间各放置一个环状铁质隔板，其厚度为5毫米。本专利技术使得输出电压干扰现象基本消除，提高了控制系统的稳定性、可靠性和寿命。文档编号H02K37/00GK1425864SQ02145319公开日2003年6月25日 申请日期2002年11月21日 优先权日2002年11月21日专利技术者陈芝久, 陈江平, 陈文勇, 马善伟, 陈佑华 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步进电机电动式电子膨胀阀，主要包括阀体（１）、步进电机（２）、传感器（３）和电子控制单元（４）等，其中步进电机由定子（５），转子（６）和执行机构（７）组成，其特征在于步进电机（２）中的定子是由定子铁芯（１５）与沿其轴向依次排列绕制的四层线圈（８），（９），（１０），（１１）组成，每个线圈单独绕制，将第一层线圈（８）的引线末端引出，第二层线圈（９）的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与驱动电路的正极相连，将第一层线圈（８）的引线起始端和第二层线圈（９）的末端分别引出与驱动电路的负极相连，将第三层线圈（１０）的引线末端引出，第四层线圈（１１）的起始端引出，两个引出端并在一起作为一个公共端，与驱动电路的正极相连，将第三层线圈（１０）的引线起始端和第四层线圈（１１）的末端分别引出与驱动电路的负极相连，相邻线圈之间各放置一个环状铁质隔板（１２），（１３），（１４），其厚度为５毫米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芝久，陈江平，陈文勇，马善伟，陈佑华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]