三位五通电磁阀-产品知识介绍

一、产品简介

三位五通电磁阀（3-position 5-port solenoid valve）是气动系统中最常用的方向控制元件之一。它在普通两位五通阀的基础上增加了一个“中间位置”，当两个电磁线圈均断电时，阀芯自动回到中间位置，使系统获得保压、卸荷或持续加压三种功能之一。因此，它既能控制气缸换向，又能在紧急停机或停电时保持气缸位置、防止工件坠落或冲击，广泛应用于机器人、机床、汽车、包装、医疗、半导体等需要高安全性与柔性控制的场合。

二、术语与定义

“三位”——阀芯有三个稳定的轴向位置：左位、右位、中位（中间位置）。

“五通”——阀体共有五个气口：

P：压缩空气进口

A、B：分别接气缸前、后腔

R、S：排气口（A→R，B→S；部分型号共用排气）

控制方式：双电控（需两个电磁线圈 A、B，不允许同时得电）。

常态位（中间位）形式：

– 中封式（Closed-centre）

– 中泄式（Exhaust-centre）

– 中压式（Pressure-centre）。

三、工作原理

1. 结构组成：阀体、阀芯、左右复位弹簧、密封件、两个电磁铁（含线圈、静铁芯、动铁芯）、手动应急按钮。

2. 动作逻辑：

• 两线圈均断电 → 阀芯在弹簧力作用下进入中位，P、A、B、R、S 按中位型式接通或封闭。

• 线圈 A 通电 → 阀芯移至左位：P→A、B→S（气缸伸出）。

• 线圈 B 通电 → 阀芯移至右位：P→B、A→R（气缸缩回）。

• 线圈再次断电 → 阀芯回到中位，执行保压/卸荷/持续加压功能。

3. 控制波形：标准 DC24 V，允许 ±10 % 电压波动；PLC 常用单脉冲+保持或双脉冲控制方式，防止线圈长时间通电发热。

四、产品分类及功能解释

三位五通中封式电磁阀

三位五通中封式电磁阀在两端的电磁头都不得电时，阀芯处于中间位置，此时所有气口均处于封闭状态。理论上此时电磁阀连接的气缸应该处于静止状态（因为气缸两头的气口均不能进气也不能排气）但是在实际情况中，气缸仍然会有缓慢地移动，原因在于三位五通中封阀本身就会存在泄露，一般有 5 –10 L/min 左右的泄漏量，再加上气缸本身也可能存在一定的内部泄露，所以会导致即便处于中封位时，它所控制的气缸也不能保持静止。

如果在气缸活塞杆垂直往下的应用中，使用三位五通中封阀来控制气缸，会发现中封位时气缸活塞杆会缓慢往下伸出。

三位五通中泄式电磁阀

三位五通中泄阀在阀芯处于中间位置时，工作口（2、4 口）直通排气口（3、5口），如果电磁阀时直接连气缸使用，则此时气缸前后端的气口都是处于气体可自由流通状态，气缸可随意自由移动。

三位五通中泄阀通常可搭配先导式单向阀用来实现气缸的任意位置停止，如左图所示，假设气缸也是活塞杆垂直往下的应用，当中泄阀处于中间位时，先导式单向阀将气缸前后端的气口均封闭，此时气缸理论上也应是静止状态，单由于先导式单向阀有 0.5 L/min 左右的泄露量，加上气缸本身也可能有泄露，因此气缸仍然还会缓慢移动，但是由于先导式单向阀的泄露量远小于三位五通中封式电磁阀，所以使用这种气路，气缸的移动速度也会小于只使用三位五通中封式电磁阀的情况。

三位五通中压式电磁阀

三位五通中压阀在阀芯处于中间位置时，工作口（2、4 口）同时和气源口（1口）接通，如果电磁阀时直接连气缸使用，则此时气缸前后端的气口都有供气。

三位五通中压阀可用于连接无杆气缸使用，实现任意位置的停止。这个应用是利用了无杆气缸活塞的左右端面受气截面积相同的特性，所以当无杆缸左右气口同时供气时，理论上左右两端的力是一样的，此时也会使气缸处于静止状态。在实际应用中，如果出现了气缸活塞两端密封件磨损情况出现较大差异，或者某一端的泄露大于另外一端的情况，则也可能使气缸受力不平衡，从而无法实现气缸静止的效果。

五、选型要点

• 流量：根据气缸缸径、行程、速度计算所需 Cv 值或 Kv 值，一般按 1.2~1.5 倍安全系数选型。

• 电压：DC24 V、AC220 V 最常见；PLC 输出晶体管常用 DC24 V。

• 中位机能：垂直安装气缸建议中封；水平搬运需紧急停止场合可选中泄；无杆缸任意位置停选中压。

• 环境：高粉尘、水汽场合选 IP67 或防爆型；食品级需不锈钢阀体。

• 泄漏容忍：精密定位需配合外置液控单向阀或锁紧缸，弥补中封阀内泄。

六、典型应用案例

机器人末端抓手：中封型三位五通 + 液控单向阀，停电不掉件。

汽车焊装夹具：中泄型，换向时快速排气，减小冲击，提高节拍。

药品灌装无杆缸：中压型，实现任意位置灌装头微调。

半导体真空搬运：低功率中封型，与真空发生器配合，防止晶圆跌落。

七、安装与维护提示