一种大电流伺服阀线圈制造技术

本实用新型专利技术属于液压伺服领域，提出了一种大电流伺服阀线圈，是一种310mA大电流电液伺服阀的线圈，所述线圈包括线圈骨架、漆包线、引出线、环氧胶；所述漆包线采用铜镍合金材料制成，并绕制在所述线圈骨架上；漆包线的起点、终点均通过焊点与引出线连接；外部灌注环氧胶形成线圈外形。本实用新型专利技术具有耐高温及制造可靠性高的特点。性高的特点。性高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流伺服阀线圈


[0001]本技术属于液压伺服领域，涉及一种大电流伺服阀线圈，是耐高温、高可靠性的310mA大电流伺服阀线圈设计方案的应用。

技术介绍

[0002]在航空、航天、冶金、电力等行业，大量应用电液伺服阀，且存在振动、高温等恶劣环境。电液伺服阀中线圈的作用为将输入电信号转化为控制磁通，线圈的通断直接影响电液伺服阀的功能能否实现，线圈的耐高温、高可靠性是决定伺服阀可靠性的重要一环。
[0003]由于电液伺服阀体积限制，其线圈体积较小，同时为满足10Ω量级电阻及50量级安匝数的要求，伺服阀线圈多采用直径0.05mm～0.1mm的漆包铜线绕制，从而导致在漆包线与引出线焊接过程中易使得漆包线受拉力产生缩颈等缺陷，该故障在航空、航天等应用场景中曾多次发生。
[0004]由于伺服阀安匝数一般为定值，当提高额定电流时将减少对匝数要求，从而在线圈体积限定条件下为提高漆包线线径提供可能。故伺服阀控制系统将额定电流增加至310mA以从线圈制造工艺性的角度提高系统的可靠性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的：提出一种大电流伺服阀线圈，以满足耐高温、高可靠性的大额定电流伺服阀的设计要求。
[0006]本技术的技术方案：一种大电流伺服阀线圈，所述线圈包括线圈骨架、漆包线、引出线、环氧胶；所述漆包线采用铜镍合金材料制成，并绕制在所述线圈骨架上；漆包线的起点、终点均通过焊点与引出线连接；外部灌注环氧胶形成线圈外形。
[0007]优选的，所述漆包线的线径0.10～0.20mm，通过改变合金中镍比例，使得其电阻率满足设计要求。
[0008]优选的，所述漆包线线径为0.15mm数量级，同时添加的镍元素也使得材料抗拉强度提高4～5倍，从而避免了漆包线线径过细而在引出线焊接时漆包线被拉伸产生缩颈的线圈断线故障，线圈的工艺性与可靠性明显提高。
[0009]优选的，所述漆包线选有铜镍合金材料，可实现漆包线温升系数的大幅降低。
[0010]优选的，所述线圈骨架采用聚醚醚酮注塑而成，其耐高温性能显著提高，且采用导热性能增加，进一步提升线圈的耐高温能力。
[0011]优选的，所述环氧胶采用双组份环氧树脂，其耐高温能力可达到240℃，且导热系数较高，可进一步提升线圈的耐高温能力。
[0012]整体设计：借助铜镍合金与紫铜相比电阻率大、温升系数小的特点，通过选择合理的材料配比得到特定电阻率的漆包线，使之能够满足规定匝数与电阻的要求，同时由于电阻率大可选择较大的漆包线线径实现电阻要求，并且由于其温升系数小，其发热对比紫铜将大幅降低，其技术特点如下：
[0013]1.温升小、耐高温：由于310mA额定电流较通常伺服阀额定电流提高约10倍，在相同电阻条件下线圈的发热功率将增加100倍，该线圈采用定制铜镍合金取代紫铜制造漆包线，其温度系数约为紫铜的1/7，大幅减弱了温度升高与发热功率升高的正向循环，使得线圈的温升可以满足线圈中非金属材料的耐温要求，同时也提高了线圈的耐高温能力。
[0014]2.工艺可靠性高：由于该漆包线的电阻率较紫铜大，可选择较大的漆包线直径，同时由于增加了Ni元素，材料的抗拉强度也提高约4～5倍，从而从根本上避免了引出线焊接过程中漆包线被拉伸产生缩颈等缺陷的可能，极大地提高了线圈制造的工艺性，及线圈的可靠性。
[0015]3.耐大电流：由于该线圈设计通过定制的铜镍合金降低了温升，并增大了漆包线线径使其电流密度降低至许用范围内，从而满足了线圈在310mA大电流下工作的要求。
[0016]本技术的有益效果：本技术适用于所有通过线圈驱动力矩马达的伺服阀，包括喷档式、射流管式、射流偏转板式伺服阀，当然也包括单级伺服阀。同时，通过借助铜镍合金的电阻率可适配、温度系数低的特点，可对如电磁铁、电机等设计中进行改进，来降低线圈的温升、提高漆包线的线径。
[0017]该线圈的方案设计提高了线圈的可靠性及耐高温能力，在钢厂、煤矿、电厂等工矿企业，以及航空、航天等极限环境中都可借用该伺服阀线圈的设计，具有广阔的前景和经济效益。
附图说明
[0018]图1本技术是线圈绕线结构示意图，
[0019]图2线圈组件灌胶结构示意图；
[0020]其中，1是线圈引出线，2是引出线与漆包线连接的焊点，3是漆包线，4是线圈骨架，5是环氧胶；
具体实施方式
[0021]为更好的说明本技术，下面结合附图具体说明。
[0022]该线圈是伺服阀线圈，其体积较小(长
×
宽
×
高不大于12mm
×
15mm
×
15mm)的适用于310mA大电流的电液伺服阀。
[0023]该线圈由漆包线3绕制于线圈骨架4上，并将漆包线3两端通过焊点2分别与引出线1连接，漆包线经绑扎固定后，外部通过灌封环氧胶5进行固定，形成最终的线圈组件。
[0024]漆包线的材料为定制的铜镍合金，其电阻率为特殊设计以满足线圈匝数与电阻要求。
[0025]由于铜镍合金的温度系数远低于紫铜，避免了温度升高引起电阻增大、发热功率增加使温度进一步升高的叠加效应，使得该方案线圈的通大电流工作时的发热功率远低于同电阻的紫铜线圈，耐温能力极大提高。
[0026]铜镍合金电阻率较紫铜高，选用该材料可使得漆包线线径为0.15mm数量级，同时添加的镍元素也使得材料抗拉强度提高4～5倍，从而避免了漆包线线径过细而在引出线焊接时漆包线被拉伸产生缩颈的线圈断线故障，线圈的工艺性与可靠性明显提高。
[0027]表1 310mA伺服阀线圈设计方案
[0028]方案编号漆包线材料漆包线线径绕线方式方案一紫铜0.08mm单向绕制方案二紫铜0.125mm正反绕方案三定制铜镍合金0.16mm单向绕制
[0029]310mA伺服阀线圈的设计方案中，若维持漆包线材料为紫铜不变，则有两种方案如表1所示，两种方案虽均能实现电阻、匝数要求，但方案一在额定电流下的电流密度为61.7A/mm2，远超出许用范围，而由于额定电流的增加，经对线圈温升的验算，由于紫铜的温升系数较高，方案一、方案二在额定电流电阻增加近40％，线圈温升超过170℃，超出了线圈中非金属材料的许用范围，无法满足线圈可靠性的要求。
[0030]以上所述的仅是本技术优选实施例；未详尽之处均视为现有技术或常规实现手段；还需要说明的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，也应视为属于本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流伺服阀线圈，其特征在于，所述线圈包括线圈骨架、漆包线、引出线、环氧胶；所述漆包线采用铜镍合金材料制成，并绕制在所述线圈骨架上；漆包线的起点、终点均通过焊点与引出线连接；外部灌注环氧胶形成线圈外形。2.如权利要求1所述的一种大电流伺服阀线圈，其特征在于，所述漆包线的线径0.10～0.20mm。3.如权利要求2所述的一种大电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卓磊，林家豪，
申请(专利权)人：中航工业南京伺服控制系统有限公司，
类型：新型
国别省市：