電磁閥、電動閥的原理、種類、選擇方法完整大解析;詳細廠商資訊及購買管道

電磁閥的英文是 Solenoid Valve,簡單來說就是利用通電的電磁鐵進行閥門的開關,進而達到控制油等液體或氣體的目的。電磁因其成本低、體積小、開關速度快、接線簡單、功耗低、性價比高、經濟實用等優點,被廣泛應用在自動控制領域的各個環節。小至洗衣機、洗碗機等家電,大至工廠的自動控制系統都有它的蹤跡。

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電磁閥的作用原理

電磁閥的構造非常簡單,主要由電磁鐵 (電磁線圈) 、活塞及開口所組成。電磁線圈與活塞相連接,並在通電後產生磁性,帶動活塞以改變流體的方向 (電磁開關閥) 或是壓力 (電磁調節閥)。常見的三通電磁閥則是有三個開口,並由兩組線圈控制流體的流向。

電磁閥的作用原理

如上圖所示,通電後磁化的電磁線圈向上吸引活塞,讓流體可以自由的流向右邊。斷電後閥門也隨之關閉,阻斷流體。當然也有通電時阻斷,斷電時流通的電磁閥設計。若想了解更多可以參考下方動畫,閥門的動作描繪得非常清楚。

電磁閥的原理影片

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常見的電磁閥種類

電磁閥依據作用原理,可以分為三大種類,分別是直動式電磁閥、分步直動式電磁閥以及間接先導式電磁閥。此三大類又可以依據閥瓣結構和材料上的不同細分為六小類,分別是直動膜片結構、分步重片結構、先導膜式結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構。另外也會依據使用情境和適用流體做不同的區分。


以下先簡短介紹三大類電磁閥的作用方式。

依作用原理分類

1. 直動式電磁閥

直動式電磁閥是最基本的電磁閥類型,作用方式如前面所提,單純是以電磁鐵帶動活塞控制閥門。


特色:在真空、負壓、零壓時能正常工作,但通徑一般不超過 25mm。

2. 分步直動式電磁閥

分步直動式電磁閥的作用原理稍微複雜一點。主要分為主閥和小閥兩個部份,通電時會先將小閥開啟,此時小閥內的壓力會變大,當小閥與主閥的壓力差大道一定程度後,再利用壓力推開主閥。與直動式最大的差異就是可以應用在功率需求較大的運用上。

3. 間接先導式電磁閥

間接先導式電磁閥和分步直動式稍微類似。主要由上下腔室與先導孔組成。通電時,電磁鐵會讓先導孔打開,並讓上腔室的壓力快速下降,形成上低下高的壓力差。此時流體壓力將會推動組件讓閥門向上移動;斷電時則相反。
特點:體積小,功率低,流體壓力範圍上限較高,可任意安裝但必須滿足流體壓差條件

依使用介質及情況分類

1. 管內使用介質

依電磁閥管內使用介質可分為:液用電磁閥、氣用電磁閥、蒸汽電磁閥、燃氣電磁閥、油用電磁閥

2. 電磁閥使用情境

依電磁閥的使用情境可分為:消防專用電磁閥、製冷電磁閥、防腐電磁閥、高溫電磁閥、高壓電磁閥、無壓差電磁閥、超低溫電磁閥(深冷電磁閥)、真空電磁閥等。

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電磁閥的相位及口(通)數

另一種重要的電磁閥分類則是依照其相位數其通口數。相位指的是閥門開關的狀態,通數或口數則是指其開口數目。常見的型態有二位二口、二位三口、三位三口等。

1. 二位二口電磁閥

最基本的電磁閥即為二位二口或二位二通的形式,二口表示其只有兩個開口 A 及 B,二位表示只有兩種狀態 1. A 開 B 關及 2. A 關 B 開)。

2. 二位三口電磁閥

二位三口的電磁閥比二位二口多了一個排水口, 但同時只會有一個排水口開啟。

3. 三位三口電磁閥

三位三口的電磁閥多了一個新的相位,即可以分別控制三個開口的流通。

另外也有五口二位五口三位等更多相位和口數的電磁閥,但基本原理是相同的。

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如何選擇正確的電磁閥?

電磁閥必須要依據使用情況、流體種類、溫度等去做正確的選擇,才可以保證功效以及延長使用壽命。在選擇電磁閥時只要掌握以下幾個原則,就可以輕鬆選出合適的電磁閥。

使用流體介質

酸鹼度

腐蝕性液體需使用不鏽鋼材質電磁閥,並搭配合適的橡膠材質。

溫度

高溫流體請使用耐高溫材料製成的電磁閥,並選擇活塞結構類型。

狀態

氣態、液態、混合狀態都有對應的專用電磁閥,特別是口徑大於 DN25 需特別區分。

黏度

50cSt 以上請使用高黏度電磁閥

連接管徑大小及流量

依照現場管道尺寸及流量決定通徑(DN)尺寸,另外通常 > DN50 需使用法蘭接口

使用壓力

根據管道的公稱壓力選擇合適的電磁閥。另外若工壓差在 0.04Mpa 以下時,必須使用直動式或分步直動式電磁閥。

工作型態

依據開關模式選擇常開型或常關型,另外環境的溫度、淋水、震動等甚至是防爆等都有特殊相對應的電磁閥。

可靠程度

工作頻率高時,優先選擇直動式電磁閥,另外盡量選擇品質較有保證的大廠或有口碑之品牌(如亞德客等)較不容易出現問題。

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電磁閥安裝的注意事項

  • 閥體上箭頭需與介質流向一致,並垂直向上安裝
  • 安裝前徹底清洗管道。確保通入的介質無雜質。並於閥前加裝過濾器
  • 安裝後管道內不得有反向壓差。並需通電數次,使之適溫後方可投入使用
  • 電源電壓應保持在額定電壓的 15%-10% 幅度內作用

正確安裝電磁閥,才可以確保壽命和效能

電磁閥哪裡買?購買管道及廠商資訊

電磁閥作為一個較不常見的零組件,會比較難購買。若你需要添購新的電磁閥卻不知道可以去哪購買的話,別擔心,以下是幾個可以輕鬆買到電磁閥的管道。

1. 特定的五金行

某些專門的五金行會有販售電磁閥、電動閥系列商品,建議前往之前可以先詢問是否有銷售相關產品,才不會撲了一場空。這邊是幾間有在販賣的五金行資訊,也可以自行上網搜尋。

台輪五金行

電話:04-7638238

地址:彰化縣彰化市金馬路三段446號之36

官網 & 產品介紹:https://www.tai-lun.com.tw/product-detail-131333.html

吉利空油壓五金行

電話:037-478821

地址:苗栗縣竹南鎮福德路168號

官網 & 產品介紹:https://www.gilly.com.tw/product.html

裕大五金行

電話:03-9582588

地址:蘭縣冬山鄉冬山路三段199號

官網 & 產品介紹:http://www.yudar.com.tw/

大山五金行

電話: 05-2253216

地址:嘉義市新榮路120之1號

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2. 網路賣場

若附近沒有在販售的五金行,或是嫌麻煩,也可以考慮在網上購買。目前以蝦皮購物、露天拍賣、奇摩拍賣三家最多。在網路上購買價格往往低上許多,但有不少賣家是大陸貨源,就看個人願不願意接受了。

蝦皮購物

露天拍賣

奇摩拍賣

3. 直接與廠商詢價

若你是承接新案,有大量電磁閥需求的話,建議可以直接跟相關製造或代理廠商詢價。不僅價格較低,品質也相對有保障。以下是幾間主要的電磁閥廠商。

台灣三柱

台灣三柱是日本三柱 MISUMI 株式會社的子公司,專營於各式沖壓・塑膠模具零件、自動化機械零件、 加工用工具、配線電子零件等。型錄完整購買容易。

電話:02-2570-3766

官網 & 產品介紹:https://tw.misumi-ec.com/vona2/mech/M1900000000/M1903000000/M1903010000/

台達

大家都知道的台灣公司,除了最知名的電源產品外,台達得電磁閥產品線也非常的完整,可以供各式、廣泛的需求使用。

官網 & 產品介紹 & 聯絡方式:https://www.deltaww.com/zh-TW/products/Solenoids/ALL/

飛斯妥 Festo

飛斯妥 Festo 是德國的氣壓和電動自動化技術大廠,專精於生產高精度、高品質的電子和氣動閥件。

官網 & 產品介紹 & 聯絡方式:https://www.festo.com/tw/zh/a/567793/?siteUid=fox_tw&siteName=Festo+TW

Parker Hannifin

Parker Hannifin 是美國的老牌電子零組件大廠,主要從事運動和控制技術。生產多種用途不同的電磁閥門。

電話:02-2298-8987

官網 & 產品介紹 & 聯絡方式:https://ph.parker.com/tw/tw/solenoid-valves

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電磁閥簡易故障排除方法

若電磁閥遇到故障或無法使用的狀況時,可以試試以下幾項簡易的故障排除方法,找出原因後就能快速修復。

電磁閥通電後無法作用

電源、線圈問題

  1. 電源接線不良 → 檢查電線和插件的連接是否正確
  2. 電源電壓未在工作範圍內 → 調整電壓至合適範圍
  3. 線圈脫焊 → 重新焊接
  4. 線圈短路 → 更換線圈

腔室問題

  1. 工作壓差不適合 → 調整壓差,或相符的電磁閥
  2. 流體溫度過高或過低 → 更換耐高低溫之電磁閥
  3. 雜質使閥芯或其他內部部件卡死 → 進行清洗,如有密封損壞應更換密封並安裝過濾器
  4. 液體粘度太大 → 更換合適產品

電磁閥無法關閉

  1. 主閥芯或鐵動芯的密封件已損壞 → 更換密封件
  2. 彈簧壽命已到或變形→更換
  3. 節流孔堵塞 → 及時清洗
  4. 工作頻率太高或壽命已到→ 改選產品或更新產品

其他情況

  1. 內部洩漏 → 檢查密封件是否損壞,彈簧是否裝配不良
  2. 外部洩漏 → 連接處鬆動或密封件已壞 → 鎖緊螺絲或更換密封件
  3. 通電時有噪聲 →
    • 固件鬆動 → 鎖緊
    • 電壓波動在允許範圍外 → 調整電壓
    • 活塞貼合面有雜質或不平 → 清洗或更換
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電磁閥、電動閥的差異是什麼?

電磁閥與電動閥最大的差異在於控制閥門的系統。一般來說,電磁閥的體積較小、可用流量較小,構造簡單且價格便宜,而電動閥則適合用於大口徑的管道及更複雜的控制系統。

電磁閥

電磁閥利用電磁線圈控制閥門的動作,一般只有「開」與「關」兩種指令。適合用在需要閥門快速、頻繁啟閉的小口徑管道中。耗能、成本較低。

電動閥

與電磁閥不同,電動閥採用電動馬達來驅動閥門的開關。並可以依據馬達的轉速調整閥門開啟的程度,進而影響流體的流速和流量。適合用在大型閥門或是需要控制流體流量的情境。

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