将电信号转换为产生线性运动的磁场的另一种电磁执行器称为线性电磁阀。

该线性电磁阀在同一个基本原则在前面的教程和就像继电器看到的机电式继电器的作品，他们也可以进行切换，并使用双极晶体管或MOSFET的控制。

“线性电磁阀”是一种电磁装置，可将电能转换为机械推力或拉力或运动。

线性螺线管基本上由缠绕在圆柱形管上的电磁线圈组成，该电磁线圈带有铁磁致动器或“柱塞”，可自由移动或滑动线圈主体的“向内”和“向外”。

螺线管可用于电动打开门和闩锁，打开或关闭阀门，移动和操作机器人的肢体和机构，甚至仅通过给线圈通电即可致动电气开关。

螺线管有多种配置和格式，最常见的类型是线性螺线管，也称为线性机电致动器（LEMA），顾名思义，它产生直线线性运动，而旋转螺线管则产生线性运动。

在某个固定角度上的旋转运动。

螺线管和旋转螺线管都可以用作保持（连续通电）或闭锁类型（开-关脉冲），闭锁类型可用于通电或断电应用。

线性电磁阀也可以设计成比例运动控制，前提是柱塞位置与功率输入成比例。

当电流流过导体时，它会在自身周围产生磁场。

该磁场相对于其北极和南极的方向由导线内的电流方向确定。

然后，当电流流过线圈时，它就变成了一个“电磁体”，它产生了自己的北极和南极，与永久磁铁完全一样。

可以通过控制流过线圈的电流量或通过更改线圈的匝数来增加或减小该磁场的强度。

下面给出“电磁体”的示例。

电磁线圈产生的磁场当电流通过线圈绕组时，它的行为就像电磁体，位于线圈内部的柱塞被线圈体内的磁通量吸引到线圈的中心，进而压缩了附在柱塞一端的小弹簧。

柱塞运动的力和速度由线圈内产生的磁通强度决定。

当电源电流变为“ OFF”（断电）时，先前由线圈产生的电磁场就会崩溃，并且存储在压缩弹簧中的能量会迫使柱塞返回其原始静止位置。

柱塞的这种来回运动称为螺线管“行程”，换言之，柱塞可以沿“ IN”或“ OUT”方向移动的最大距离，例如0 – 30mm。

线性电磁阀构造由于柱塞的线性方向运动和作用，这种螺线管通常称为线性螺线管。

线性螺线管有两种基本配置，称为“拉型”，因为在通电时它会将连接的负载拉向自身，而在相反方向上起作用的“推式”则在通电时将其推离自身。

推式和拉式通常都构造相同，不同之处在于复位弹簧的位置和柱塞的设计。

拉式线性电磁阀结构线性螺线管在许多需要打开或关闭（进出）运动的应用中很有用，例如电子激活的门锁，气动或液压控制阀，机器人技术，汽车发动机管理，用于浇灌花园乃至“丁”的灌溉阀-“东”门铃有一个。

它们有开放式，封闭式或密封管状形式。

旋转电磁阀大多数电磁螺线管是线性装置，产生线性来回力或运动。

但是，也可以使用旋转螺线管，它们从中性位置沿顺时针，逆时针或双向（双向）产生角运动或旋转运动。

旋转电磁阀旋转螺线管可以用来代替小型直流电动机或步进电动机，因为角运动非常小，旋转角是从起点到终点的角度。

常见的旋转螺线管具有25、35、45、60和90 o的运动，以及往返于某个角度的多次运动，例如2位自恢复或归零旋转，例如0至90-至0 o，3位自恢复，例如0 o至+45 o或0 o至-45 o以及2位锁存。

当通电，断电或电磁场的极性变化改变永磁体转子的位置时，旋转螺线管都会产生旋转运动。

它们的结构包括一个绕在钢框架上的电线圈，一个磁盘连接到位于线圈上方的输出轴。

当线圈通电时，电磁场会产生多个北极和南极，从而排斥磁盘的相邻永久磁极，从而使磁盘旋转的角度取决于旋转螺线管的机械结构。

旋转螺线管用于自动售货机或游戏机，阀门控制，具有特殊高速，低功率或可变定位螺线管（具有大的力或扭矩）的特殊高速螺线管，如点矩阵打印机，打字机，自动机或汽车应用等。

电磁开关通常，线性或旋转螺线管在施加直流电压的情况下工作，但也可以通过使用全波桥式整流器对电源进行整流，然后将其与交流正弦电压一起使用，然后再用于切换直流螺线管。

小型DC型螺线管可以使用晶体管或MOSFET开关轻松控制，非常适合机器人应用。

但是，正如我们之前在机电继电器中看到的那样，线性螺线管是“感应”设备，因此需要在螺线管线圈上进行某种形式的电气保护，以防止高反电动势电压损坏半导体开关设备。

在这种情况下，使用标准的“飞轮二极管”，但您同样可以使用齐纳二极管或小阻值电阻。

使用晶体管切换电磁阀减少能源消耗螺线管，尤其是线性螺线管的主要缺点之一是它们是由电线线圈制成的“感应装置”。

这意味着电磁线圈具有电阻，并且由于导线的I 2 R加热作用，会将电磁线圈用于操作它们的一些电能转换为“ HEAT” 。

换句话说，当长时间连接到电源时，绕线的线圈可能会变热，并且向电磁线圈供电的时间越长，线圈可能会变得越热。

同样，随着线圈的加热，其电阻也会改变，从而减少流过线圈的电流及其磁场强度，因为这直接取决于安培匝数。

将持续的电压输入施加到线圈后，螺线管线圈将无法冷却，因为输入电源始终处于打开状态。

为了减少这种自感应加热效应，有必要减少线圈通电的时间或减少流过线圈的电流的数量。

消耗较少电流的一种方法是向螺线管线圈施加适当的足够高的电压，以便提供必要的电磁场来操作和安置柱塞，但是一旦激活，就将线圈的供电电压降低到足以维持柱塞的水平处于坐着或闩锁的位置。

实现此目的的一种方法是将合适的“保持”电阻器与螺线管线圈串联连接，例如：减少电磁阀能耗此处，开关触点闭合，短路电阻，并将全部电源电流直接传递到电磁线圈绕组。

一旦通电，可以机械连接到螺线管柱塞作用的触点断开，连接保持电阻R H与螺线管线圈串联。

这有效地将电阻器与线圈串联。

通过使用这种方法，由于线圈消耗的功率和产生的热量大大降低，因此使用合适的功率电阻器可将电磁阀无限期地连接到其电压源（连续占空比）。

但是，电阻消耗的功率也会产生一定量的热量I 2 R（欧姆定律），这也需要考虑在内。

电磁阀占空比减少螺线管线圈产生的热量的另一种更实用的方法是使用“间歇占空比”。

间歇性占空比意味着线圈会以适当的频率反复切换“ ON”和“ OFF”，以激活柱塞机构，但在波形的OFF期间不允许其断电。

间歇占空比切换是减少线圈消耗的总功率的非常有效的方法。

螺线管的占空比（％ED）是螺线管通电的“ ON”时间的一部分，并且是一个完整周期的“ ON”时间与总“ ON”和“ OFF”时间的比值。

操作。

换句话说，循环时间等于接通时间加上断开时间。

占空比以百分比表示，例如：然后，如果将螺线管切换为“ ON”或通电30秒，然后切换为“ OFF” 90秒，然后再重新通电，则完成一个完整的循环，则总的“ ON / OFF”循环时间将为120秒，（30 +90），因此螺线管的占空比将计算为30/120秒或25％。

这意味着，如果您知道占空比和关闭时间的值，则可以确定螺线管的最大开启时间。

例如，关闭时间等于15秒，占空比等于40％，因此接通时间等于10秒。

额定占空比为100％的螺线管表示其具有连续的额定电压，因此可以保持“ ON”状态或连续通电而不会过热或损坏。

在关于螺线管的本教程中，我们已经将线性螺线管和旋转螺线管视为一种机电致动器，可用作执行物理过程的输出设备。

在下一个教程中，我们将继续研究称为执行器的输出设备，该输出设备将再次利用电磁将电信号转换为相应的旋转运动。

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