一、电子膨胀阀是什么电子膨胀阀（Electronic Expansion Valve）是一种利用电信号来控制制冷剂流量的设备，它主要由驱动模块、电气接口、电机执行机构、以及结构简单的调节部分组成。在制冷系统中，它被安装在蒸发器出口和毛细管之间，起到扩散制冷剂、控制制冷剂流量、实现变温度换热、维护系统压力等重要作用。
二、电子膨胀阀的工作原理电子膨胀阀的工作原理是：通过检测蒸发器的进出气压差，计算并控制出口压力，从而实现控制制冷剂流量的目的。当达到设定的压力差时，电控阀会驱动电机使夹芯片不断旋转，改变通过的流道截面积，调节制冷剂流量。流量控制的准确性和响应速度往往影响到整个系统的性能稳定性。三、电子膨胀阀的类型按照执行机构不同，可以将电子膨胀阀分为电气式电子膨胀阀和电磁式电子膨胀阀两大类。电气式电子膨胀阀是通过电机直接驱动芯片旋转实现流量调节的；而电磁式电子膨胀阀是通过电磁铁吸合使得调节杆移动，从而改变芯片截面积，来实现制冷剂流量的精细调节。四、电子膨胀阀的应用电子膨胀阀广泛应用于空调、冷库、超市制冷等领域。其中，航空航天领域也在逐渐开始采用电子膨胀阀进行精细化控制。由于电子膨胀阀具有调节范围广、响应灵敏、可靠性高、可自适应性强等特点，更加满足复杂系统应用的需求。五、电子膨胀阀常见故障1.泄漏
泄漏是几乎所有制冷空调配件需要面临的共同问题，电子膨胀阀也不例外。在实际使用中，电子膨胀阀有外漏和内漏两种情况。电子膨胀阀的外漏主要与阀体的组装以及材料和密封有关系，属于质量问题。内漏是指在阀针关闭的情况下，通过节流口的泄漏，这在机械行业标准JB/T 10386-2002《家用和类似用途空调电子膨胀阀》中被称为阀口泄漏量。内漏在实际应用中会由于不同的工作压力和工况而出现，并影响制冷空调设备的运行。
1.1 电子膨胀阀结构
电子膨胀阀的阀针会根据永磁步进电机的励磁方式上下移动，改变阀针和阀体之间的间隙，即节流口的大小，从而起到节流并控制制冷剂流量的作用。电子膨胀阀处于关闭状态时，不应有制冷剂从阀针和阀座之间通过，如果有则形成内漏。
1.2 内漏的影响
出现内漏时，电子膨胀阀的前后具有较大的压差，此时由于节流孔径很小，节流后制冷剂的温度非常低，会对设备产生损害。
对于水冷式机组，使用水冷蒸发器，节流后温度非常低的制冷剂会导致蒸发器换热管冻裂、机组的泄漏；而对于风冷式机组，使用风冷蒸发器，将会看到很明显的结霜现象，机组存在运行风险。
1.3 内漏产生的原因与解决方法
内漏的产生主要有两个方面的原因：过高的压差和控制不到位。当电子膨胀阀进出口压差过大时，会对阀针和阀杆产生推力，导致阀针和阀体之间的缝隙变大产生泄漏。另外，当电子膨胀阀反向流动时，会对阀杆产生一个向上的推力，使电子膨胀阀在反向使用时所承受的开阀压力更小。
控制上，如果没有在电子膨胀阀关阀时增加额外的过盈脉冲，就会导致阀针不能与阀体很好地闭合，尤其是在电子膨胀阀已经产生了失步的情况下，会导致阀门不能很好地关严，从而产生内漏。
要解决内漏的问题，需要在实际使用中很好地控制电子膨胀阀的压差，避免其超出电子膨胀阀的容忍压差，同时要在控制逻辑上增加过盈脉冲避免阀门关闭不严。在整个机组的控制逻辑中，要增加防止内漏产生损害的逻辑，从而避免出现冻坏蒸发器换热管的现象。在机组的研发设计阶段要根据设计工况下的压差选择合适的电子膨胀阀。
2.噪声 噪声问题在小型电子膨胀阀的使用时尤其常见，因为小型电子膨胀阀多应用于小型设备，整机的噪声较低，变制冷剂流量系统室内侧部分小于2.5kW 的设备噪声要求值为不带室内风管40dB（Ａ），带室内风管42dB（Ａ）。此时如果电子膨胀阀产生噪声，将会对室内人员的工作和生活产生较大影响。实际使用中，电子膨胀阀的噪声主要来自阀门过盈运动和流量共振。
2.1阀门过盈运动导致的噪声与解决方法
电子膨胀阀在关闭和全开时，为了避免失步导致阀门的位置不能确定，一般在控制逻辑上会有过盈脉冲施加给阀门，确保电子膨胀阀处于0%或者100%的状态，然后再进行具体的开度控制，在机组初始化或电子膨胀阀初始化时，都将会有这个过程。
电子膨胀阀的转子连接着阀杆和阀针，通过线圈励磁，转子转动并带动阀杆上下移动，调节流量。为了防止阀杆转动超出范围，在内部有上下限位弹簧。实际过程中，当阀门关闭到0%，或者打开到100%后，会再施加过盈脉冲，以确保电子膨胀阀完全关闭或者完全打开。当施加过盈脉冲时，阀杆挤压限位弹簧使之变形，当脉冲结束后，在弹簧力的作用下，阀杆复位，在此过程中就会产生“嗒嗒”的弹簧声。
出现此噪声后可以采用几种办法解决此问题：改变电参数，增加隔音层或者更换优化设计的电子膨胀阀。电参数的改变是指将施加在电子膨胀阀上的过盈脉冲减少，使出现噪声的时间缩短。增加电子膨胀阀部位的隔音层厚度来减少噪声对外的传递。有些电子膨胀阀厂家根据这个问题对限位弹簧和阀杆进行了优化设计，在实际运行中就只有比较小的噪声甚至没有噪声出现。
2.2 共振导致的噪声与解决方法
电子膨胀阀的阀杆是由上下两个定位弹簧固定。在线圈励磁下，转子的转动带动阀杆的转动，从而调节流量。实际使用中发现，在阀门将要关死的情况下，偶尔会有电子膨胀阀的振动和噪声明显增加的情况。
笔者曾经接到反映电子膨胀阀出现异常振动和噪声的投诉，为了再现客户现场的情况，选择了几个厂家的电子膨胀阀进行测试。测试发现，当电子膨胀阀开度为10%～3%时，几个厂家的阀门均会出现明显的振动和噪声。分析发现，在出现明显振动和噪声时，如果调节电子膨胀阀开度或出口手阀的开度，或调节氮气进口压力均可以改善噪声和振动，由此可以判断不同流量的氮气流动会与电子膨胀阀产生共振。
气流的扰动是控制阀内产生振动和噪声的根源。介质在阀内的节流过程也是其受摩擦、受阻力和扰动的过程，因而产生各种各样的涡流。例如，介质通过节流处或转弯处以及分流时，都会产生涡流。当涡流的激振频率与机械元件的自振频率耦合，或与管道内纵向气柱声驻波、横向气柱振荡、热动力冲击、气动动力冲击、气动动力压缩或其他不稳定的流动产生压力波耦合，就会产生共振。
在使用电子膨胀阀的过程中出现共振会产生异常振动和噪声，并且一般共振都会出现在电子膨胀阀开度较小的位置。
由以上分析可以看出，为了避免此情况出现，在选择电子膨胀阀时，要选择合适的型号，使正常运转工况下阀门的开度在70%左右是比较适宜的。在实际的电子膨胀阀控制中，尽量减少在小开度范围内运行。
3.失步
3.1 失步产生的原因
电子膨胀阀的驱动是由步进电机完成。步进电机是一种不使用反馈回路就能够进行速度和位置控制的控制电机。由于其为开环控制，所以控制器在发出信号后只是根据脉冲总数计算步进电机的位置，而在实际步进电机运转的过程中，由于电机控制速度、负荷转矩、转子惯性等原因，会造成转子并没有完全转动到控制器所给的控制脉冲预定位置，从而产生失步。
在电子膨胀阀运行的过程中，控制器会根据传感器感受过热度向电子膨胀阀发送执行脉冲，控制电子膨胀阀动作。在电子膨胀阀启动或停止时，会由于惯性的原因，导致转子滞后（启动时）或者超前（停止时），进而产生失步。
3.2 失步的解决方法
失步在系统中发生后，不容易被立刻发现，因为在设备中，控制系统会根据系统的过热度对电子膨胀阀的开度进行调节。即使发生失步，如果过热度没有达到要求，也会继续对电子膨胀阀进行调节，但是随着失步的积累就可能出现系统控制的崩溃，以至于控制器无法控制系统过热度导致设备故障。
理论上来说，失步是施加给转子的转矩小于步进电机的负载转矩造成的。线圈施加给转子的电磁驱动转矩大小主要由脉冲频率和驱动电流决定，所以失步的解决方法主要为设计合理的控制程序提供合理的驱动转矩。启动时，使用较低的脉冲频率从而产生较大的电磁转矩；启动后，逐渐加速到需要的电机速度；减速时，逐渐减小脉冲频率从而克服转子惯性。
实际中解决失步需要设计良好的控制程序，包括设计合理的脉冲频率和驱动电流，减小转子步距角以及提供适当的电子膨胀阀复位功能。除了脉冲频率和驱动电流之外，步距角是步进电机一个重要参数，即每个脉冲下转子转过的角度，采用细分的方式减小步距角不仅可以使控制精度增加，也可以使转子平稳运行。
电子膨胀阀复位是在实际运行中防止失步积累而导致控制失效的有效方式，在设备每次开机初始化的过程中，电子膨胀阀都会进行全开和全闭，并通过过盈脉冲确保在开始调节之前电子膨胀阀处于控制器的有效控制之下，从而消除失步。
4. 误动作
由于故障导致电子膨胀阀不能按照控制器的要求正常运行到预定开度称为误动作，电子膨胀阀机械部分卡死和接线错误以及其他一些电气故障都有可能引起阀门的误动作。
4.1 电子膨胀阀卡死的原因和解决方法
电子膨胀阀的节流口非常小，极易被杂质堵死，通常电子膨胀阀的转子是整个淹没在制冷剂液体中。在实际使用中，应该注意机组安装环境和使用环境，避免杂质进入系统。在焊接时注意氮气保护，避免铜管氧化形成氧化膜杂质随制冷剂在系统中流动，堵塞阀门。另外，需要选择品质良好的制冷剂，避免杂质和其他易与润滑油产生反应的物质在系统中产生化学反应形成杂质，卡死阀门。在制冷系统的设计上，使用电子膨胀阀的系统建议在入口处安装干燥过滤器。
4.2 接线原因引起的误动作和解决方法
电子膨胀阀的接线关系到电子膨胀阀的控制方式以及运行方式，所以接线故障会引起电子膨胀阀各种误动作从而导致电子膨胀阀不能开启或运行不到位等情况出现。通过对电子膨胀阀接线和控制的分析可以更深入地了解电子膨胀阀出现此类故障后的解决办法。
4.3 其他电气故障引起的误动作和处理
电子膨胀阀是与控制器一起使用的，所以电子系统有可能产生的普通故障在这个系统上都有可能产生，比如接线松动、电源不稳定、电磁干扰等都可能造成电子膨胀阀控制失控产生误动作，实际使用中应该对使用环境有所要求，并且在出现误动作时仔细检查电气的各个部分。
电子膨胀阀的最终动作是通过控制器根据温度传感器和压力传感器数据计算过热度，然后根据逻辑计算向电子膨胀阀发出相应的开度脉冲。实际应用中，温度传感器和压力传感器的安装位置和数据精度将会很大程度上影响电子膨胀阀的动作，如果出现错误的数据，将会使电子膨胀阀的动作完全失控，造成误动作影响整个设备的控制。 *****************************************
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