什么是螺线管线圈以及它如何工作？

什么是螺线管线圈以及它如何工作？

螺线管线圈是一种常见的电气元件，它将一根铜线固定在一个紧密缠绕的磁芯上，通常由碳金属制成，通过应用产生电磁场作为电能。本文将详细介绍螺线管线圈的工作原理、应用场景、制造过程以及不同类型，帮助读者全面了解这一重要电子元件。

第一，什么是螺线管线圈以及它是如何工作的？

1.1 螺线管线圈是一种常见的电气元件，它将一根铜线固定在一个紧密缠绕的磁芯上，通常由碳金属制成，通过应用产生电磁场作为电能。

电磁线圈如何工作？

1.2 当电流通过内部铜线圈时，会产生电磁场，并为线性运动提供磁能。通过机械装置调节小电流或大电流，螺线管或电磁阀是最简单的形式线性驱动装置适用于许多电磁阀和电磁阀应用。

第二点-电磁线圈如何应用？

我们的螺线管线圈是用途广泛的元件，可应用于从生产机械、智能玩具到家用电器和各种类型的自动化设备等许多设备。尤其是，它们可用作打开或关闭的开关。当直流或交流电压通过线圈时，它会激活可移动电枢，进而与连接的机构接合并激活该机构。

电磁线圈在工业生产过程中具有多种用途。它们在锁定机制中起着至关重要的作用，或在自动化生产装配系统中发挥着核心作用。通常，电磁线圈用于控制工业环境中的液压和气动阀。

螺线管线圈如何应用？

2.1 智能锁定机制

电磁线圈是自动智能锁定机制的一部分，例如用于高安全区域和会议室限制出入的智能门锁系统。当锁定机制系统处于锁定位置时，电磁线圈断电。当通电时，电磁线圈激活并解锁。

2.2 医疗应用

电磁线圈是医疗设备中的关键部件，其精度、准确度和可靠性是关键要求。制造商必须严格遵守相关标准，以最大程度地降低电磁线圈发生故障的风险。例如，在透析机中，电磁线圈调节血流，而给药机则使用它们来控制向患者输送药物。电磁线圈还用于各种医疗设备，包括氧气输送机、诊断设备、患者监测设备、呼吸器和气相色谱系统。

2.3 汽车

电磁线圈在汽车行业自动化系统的发展中起着至关重要的作用。它们用于变速箱驱动选择器中的联锁机制，这对于采用不同的驱动模式至关重要。此外，电磁线圈还用于空调控制、娱乐系统和安全应用。

2.4 在灌溉系统中

在灌溉行业中，电磁线圈通过打开和关闭系统来控制水流，根据需要打开或停止水流。每种类型的电磁线圈都是为地下应用而设计的，具有用于管道连接的螺钉和用于电气激活的电线。

灌溉电磁阀线圈通常连接到电子计时器，该计时器可安排在固定时间浇水。然而，这种线圈可能会被灰尘、泥土或其他杂物堵塞，这可能会导致它们保持打开状态并破坏其正常功能。

2.5 航空领域

飞机配备有强大的电子设备配电总线，当飞机启动器启动时，总 线会断开，以避免电压尖峰。电磁线圈将为电子设备供电的航空电子总线与主电源总线连接起来。它会在发动机启动时激活，暂时断开航空电子总线并防止潜在的干扰。

2.6 液压电磁阀

电磁阀上的电磁线圈可打开、关闭和改变系统中流体的流动方向。它们是低功率开关，可打开和关闭电磁阀，从而控制主阀向连接的活塞或隔膜施加压力。液压电磁阀的选择受其电压和功耗的影响。

2.7 气动电磁阀系统

电磁线圈通常具有打开或关闭位置。电磁铜线圈处于关闭位置时，激活后将停止流动，而电磁阀处于打开位置时，激活后允许流体流动。

气动电磁阀系统采用三通、两位电磁阀，允许流体从一个通道转向另一个通道，并能够双向控制气缸。一些气动系统使用五通、三位电磁阀，该阀内部有两个铜线圈用于控制目的。

2.8 弹球机中的电磁阀

在弹球机系统中，螺线管线圈负责在球撞击保险杠时推动球，从而产生爆发力。螺线管线圈缩回金属杆以发射球，然后将其向前推。此外，电磁阀为弹球器供电，将球推回游戏场。

为了确保机器系统正常运行，并防止电磁阀过载或损坏，它仅通电很短的时间。

第三点-螺线管线圈是如何由电磁博士制作的？

3.1 电磁线圈由一根导线（特别是由铜或铝制成的导线）绕在空心芯上而制成。这些线圈既可以使用直流电，也可以使用交流电，并且兼容不同的直流或交流电压，包括 6、12、24、120 和 220 伏。低于 24 伏的低压线圈适用于较小的应用，而高于 24 伏的高压线圈则用于工业环境和重型机械系统。

两个初级电磁线圈的类型为胶带缠绕和封装。胶带缠绕线圈用于要求较低的环境中，这些环境中接触溶剂和化学品的几率极小，例如钟表、定时器、气动系统和电子电路。

相关螺线管线圈密封在聚酯、橡胶或环氧树脂等保护材料中。这种封装提供绝缘、介电强度和增强的结构完整性，使这些线圈适用于恶劣和苛刻的条件。

3.2 Dr. Solenoid 如何制造螺线管线圈？

3.2.1 铜线

铜线是制造电磁线圈最常用的材料，因为它具有出色的导电性和柔韧性。虽然还有其他类型的电线，但性能都无法与铜相媲美。最适合制造电磁线圈的铜线等级是 F、H 和 N，因为它们具有必要的特性和属性。

使用铜线的一个关键因素是其直径。如果铜线太细，会增加线圈的电阻，降低其效率，并可能导致过热和烧坏。至于我们，我们始终确保在您的项目中使用电磁线圈时，其最佳性能符合客户规格。

3.2.2 F级铜线圈

F级绕组铜线可耐受155°C以上的温度，在20°C的环境条件下有效运行，介质温度高达100°C。

3.2.3 H级铜线圈

H 级绕组铜线圈能够承受 180°C 以上的温度，并在环境温度为 50°C 且介质温度高达 180°C 的条件下可靠运行。

3.3.4 N级铜线圈

N级铜线圈绕组适用于超过200°C的高温，可在环境温度高达80°C、介质温度高达200°C的条件下有效工作。

3.3.5 铜线圈骨架

铜线圈的线轴用作铜线的支撑结构，固定引线铜线以防止拉伤。除了固定电线外，它还定位和引导螺线管组件的运动并调节螺线管的行程。线轴经久耐用，具有低摩擦表面，可能包括连接器（如 DIN 连接器），用于供电。

3.3.6 铜线圈的绕制

螺线管铜线圈的绕制方式取决于电路要求、电感值和线轴直径等因素。绕制的圈数直接影响螺线管磁场的强度，电感值与线圈圈数的平方成正比。

增加线圈匝数可增加磁场功率，从而增强电磁场强度。磁场强度受铜线圈数量、所用铜线的好坏类型以及铜线的粗细影响。随着电阻减小，更多的电流将流过铜线圈，从而产生更强的磁场。

3.3.7 铜线圈芯

螺线管线圈的铁芯可由各种磁性金属制成，这将增强铜线圈的磁力。当螺线管线圈在没有铁芯的情况下工作时，如空芯设计中所示，金属芯材料会显著影响磁场强度，有些铁芯会将其放大多达 100 倍。

空气芯通常由玻璃或塑料制成，不会增加磁场强度，但会提高频率（最高可达 1 千兆赫 (GHz)）下的效率。相比之下，金属芯的频率限制在 100 兆赫 (MHz) 以下。

螺线管铁芯的类型包括：

• 合金铁
• 电气碳钢
• 镍铁
• 铁铝
• 钴铁

4.0 电磁线圈保护

保护铜电磁线圈有两种主要方法：缠绕和封装。缠绕的电磁线圈用特殊的纸或胶带覆盖，而封装的线圈则密封在固体、无孔的材料中。这些方法提供不同类型的保护和耐用性。

4.1 包裹

缠绕式螺线管线圈用胶带或纸包裹磁线。大多数缠绕式铜线圈都用绝缘胶带保护，以确保使用时具有适当的绝缘性和耐用性。

4.2 封装

封装的电磁线圈由固体材料保护，例如环氧树脂、橡胶、不同形式的聚酯和塑料。这些类型的螺线管被称为模制螺线管，能够承受恶劣和危险的条件。

5.0 DIN 连接器

DIN 代表德国标准化协会 (Deutsches Institut für Normung)，该协会制定了电子等各个领域的标准。对于电磁线圈，DIN 连接器代替导线，并具有一个插入另一个母插座的公连接器。这些连接器提供更安全的连接，便于更轻松地更换线圈。

DIN 连接器最常与封装螺线管线圈一起使用，因为它们可以无缝集成到线轴设计中。

第 4 点-电磁线圈如何工作？

螺线管线圈的主要功能是将电能转换为机械能，产生线性运动。其结构由一根绕在铁磁材料制成的活塞上的导线组成。与永磁体不同，螺线管线圈可以关闭，因此非常适合在开关、阀门和自动化系统中使用。

与磁铁一样，螺线管线圈具有正极和负极，可以相应地吸引或排斥对磁力敏感的材料。螺线管产生的磁场使铁芯或活塞向前或向后移动，从而实现各种应用的激活或停用。

螺线管线圈中的两个主要元素是磁场和电输入。虽然磁铁可以改变金属物体的位置或方向，但它会持续保持磁化。然而，螺线管线圈可以通过电激活来控制其磁场，从而实现精确控制。

当电流流过装置时，所有铜线都会产生弱磁场。为了增强这种效果，铜线被缠绕成内置于螺线管中的线圈。每一圈铜线都会增强磁场，产生比单根直铜线更强的效果。

每个设备都需要在设备和电源之间设置电子电路。开关系统提供可靠的开关连接。随着电力需求的增加，开关尺寸也必须增加。尽管如此，激活和停用开关也需要最少的能量。因此，螺线管可以以最小的能量有效地管理这一点，例如 24 V 螺线管操作 240 伏机器。

如果将标准开关系统用于大型设备，则需要非常粗的电线来处理必要的电源。然而，螺线管所需的运行功率小于其控制的设备，因此可以实现更小型、更经济的布线。

电磁线圈的运动可以激活或停用应用程序。这种简单的机制系统能够以相对较低的能耗控制大型设备。

不同设计的螺线管线圈可实现不同的结果。例如，在智能门锁机制系统中，智能螺线管可保持接合状态以保持门锁定。当通电时，螺线管的柱塞会缩回以解锁门。

比例电磁线圈系统将电信号转换为比例机械力，其特点是根据电流调整位置和力。这种铜线圈用于通过调整阀门柱塞的位置来调节流量。

第五，我们生产什么类型的电磁线圈？

我们设计了多种螺线管线圈，以满足客户的各种应用需求。这些线圈的设计、材料和预期用途各不相同。尽管种类繁多，用途各异，但我们所有的螺线管线圈都基于相同的电气原理运行。

电磁线圈经常用作流体或其他液体控制的电磁阀线圈。它们是自动化机械和机器人系统不可或缺的一部分。除了被归类为包裹式或封装式之外，电磁线圈还根据其电源进一步分类：交流电 (AC) 或直流电 (DC)。交流电和直流电之间的选择取决于与铜线圈的具体应用相关的因素。

第六节 电磁线圈的类型

6.1 交流叠层螺线管线圈

由于通电时输入电流较大，交流螺线管能够在初始行程中提供相当大的力。此特性使线圈能够有效地产生多个行程。交流层压螺线管线圈有多种配置，通常会发出嗡嗡声。它们非常适合需要快速响应的应用，例如医疗设备、汽车系统、打印机和家用电器。

6.2 直流 C 型电磁铁铜线圈

直流螺线管的 C 型框架采用开放式框架设计，可实现线性运动方向。它是最简单、最具成本效益的螺线管配置之一，同时提供高性能。无论是推式还是拉式配置，它通常用于简单的应用，例如断路器、扫描仪、硬币计数器和销售点设备。

6.3 旋转螺线管的铜线圈

螺线管线圈一般是来回运动的线性装置，而旋转螺线管线圈利用三个滚珠轴承将线性运动转换为旋转运动。

通电后，旋转螺线管的柱塞被拉向定子并沿弧线旋转。这些线圈产生角运动或旋转运动，可以是顺时针、逆时针或双向运动。

旋转螺线管线圈的运动可以设置为 25°、35°、45°、60° 或 90°，也可以涉及特定角度的多个运动。当线圈通电、断电或电磁场极性发生变化时，可以产生这种旋转运动。

6.4 DC - D 型电磁阀铜线圈

直流 D 型框架螺线管两侧均封装在两个 D 形框架中。这种设计可提供稍高的力输出，并能更好地抵抗环境因素。D 型框架螺线管采用经济的设计，适合大批量应用和连续工作，并且可用于开启和关闭操作。

直流 D 型框架螺线管的不同尺寸和行程选项使其能够在数百万次循环中提供可靠的性能。

6.5 电磁阀铜线圈

电磁阀的功能是调节管道、导管和管路中的流体流量。带有铜线圈的电磁阀有多种类型，每种类型都旨在满足不同流体流动应用的特定要求。

6.5.1 直动式

直接作用式电磁阀的特点是柱塞无需额外力量即可密封小孔。这种类型的电磁阀操作迅速，可在压力下工作，并且可以配置为打开或关闭阀线圈。

6.5.2 先导式

电磁阀（也称为间接作用式电磁线圈）的运行利用阀口上的压力来控制阀门的打开或关闭。通电后，铜线圈打开阀门，而系统压力使阀门保持关闭位置。

6.5.3 双向

双向电磁阀具有两个端口，可以打开或关闭以调节流体流量。这些电磁阀适用于需要控制流体释放或限制的地方，例如空气压缩机。

6.5.4 三通电磁阀铜线圈

三通电磁阀包括三个端口和两个开口，根据线圈的选项交替。两个端口用作入口，第三个端口用作出口。此配置允许控制两种不同的流体。

6.5.5 四通电磁阀铜线圈

四通电磁阀具有一个附加端口，其中两个端口用作入口，另两个端口用作出口。此设计用于操作双作用电磁阀执行器。

总结

螺线管线圈是一种常见的电器元件，它采用一根导线紧紧缠绕在磁芯上，磁芯内部通常由金属或塑料制成，当电流通过时产生电磁场。

• 螺线管线圈芯中的电磁场拉动柱塞以抵抗芯的弹簧张力；这种线性运动可以激活开关、按门铃或打开彩弹枪。
• 螺线管线圈是一种用途广泛的工具，可用于生产机器、玩具、器具和各种形式的自动化设备。
• 螺线管线圈的构造包括一根缠绕在内部线轴上的铜线或铝线。
• 螺线管线圈的目的是将电能转换为机械能以提供线性运动。