检索结果-内蒙古大学图书馆

液压与气动 2013年第5期37卷 20-22页

作者：段丽娟陶刚孟飞北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

在对一种新型的高速比例电磁阀电-机械转换器工作原理分析的基础上,采用了理论建模、仿真分析的方法,得出了在PWM驱动情况下电-机械转换器不同的绕组电流、电感、感应电动势、衔铁位移和速度以及电磁力的响应曲线。通过与试验的电流响... 详细信息

在对一种新型的高速比例电磁阀电-机械转换器工作原理分析的基础上,采用了理论建模、仿真分析的方法,得出了在PWM驱动情况下电-机械转换器不同的绕组电流、电感、感应电动势、衔铁位移和速度以及电磁力的响应曲线。通过与试验的电流响应曲线相对比分析:该电-机械转换器结构简单、可靠,电流响应速度大约为0.5 ms,最大输出位移0.2 mm,仿真结果与试验结果基本一致。

关键词：高速比例电磁阀电-机械转换器动态特性仿真与试验

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基于CFD的电-机械转换器空气阻尼分析

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液压与气动 2015年第1期39卷 32-34,91页

作者：蒋超猛张弓王映品陈贤帅于兰英广州中国科学院先进技术研究所广东广州511458 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对电-机械转换器的空气阻尼问题,基于动网格技术,对三种不同结构的推力线圈骨架的运动空气阻尼进行了CFD计算。仿真结果表明,随着运动频率和速度的增大,推力线圈骨架的空气阻尼效应更加显著。通过对推力线圈骨架的端部开孔,可以大大... 详细信息

针对电-机械转换器的空气阻尼问题,基于动网格技术,对三种不同结构的推力线圈骨架的运动空气阻尼进行了CFD计算。仿真结果表明,随着运动频率和速度的增大,推力线圈骨架的空气阻尼效应更加显著。通过对推力线圈骨架的端部开孔,可以大大改善其空气流通特性、压力和速度分布更合理。结构二的空气阻尼较结构一减小81%,结构三的空气阻尼较结构一减小98%,可知高速工况下作用于电-机械转换器的空气阻尼能够通过优化其结构而得到减小。

关键词：电-机械转换器高速空气阻尼动网格

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永磁盘式电-机械转换器控制研究

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微电机 2012年第4期45卷 63-66页

作者：汪晓文李胜阮健浙江工业大学特种设备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

设计基于DSP低惯量永磁盘式步进电机控制器,采用电流和位置双闭环反馈控制,并将该控制系统作为数字伺服阀电—机械转换器。由于电流受电感和反电势的影响,电—机械转换器的响应频率被限制在165Hz以下,采用一阶微分和惯性环节进行电流补... 详细信息

设计基于DSP低惯量永磁盘式步进电机控制器,采用电流和位置双闭环反馈控制,并将该控制系统作为数字伺服阀电—机械转换器。由于电流受电感和反电势的影响,电—机械转换器的响应频率被限制在165Hz以下,采用一阶微分和惯性环节进行电流补偿校正后,该系统频率响应性能得到极大的提高,实验研究结果表明最高响应频率达到215 Hz。

关键词：控制器电-机械转换器电流补偿响应频率

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线圈外置式二维电-机械转换器的设计及数值模拟

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机械设计与研究 2017年第6期33卷 54-58页

作者：孟彬申屠胜男林琼阮健浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室杭州310014

提出了一种线圈外置式的新型二维电-机械转换器,在原有阀用力矩马达的基础上将衔铁和轭铁极靴翼面设计成轴对称的斜面,从而当衔铁轴向移动时获得电磁力矩,与液压放大部分相结合可构成力-位移反馈回路的2D导控式电液伺服阀。建立了该电-... 详细信息

提出了一种线圈外置式的新型二维电-机械转换器,在原有阀用力矩马达的基础上将衔铁和轭铁极靴翼面设计成轴对称的斜面,从而当衔铁轴向移动时获得电磁力矩,与液压放大部分相结合可构成力-位移反馈回路的2D导控式电液伺服阀。建立了该电-机械转换器的三维有限元模型,在Ansoft Maxwell平台上分析了其磁场分布,讨论了励磁安匝数、工作气隙、永磁体厚度和斜角等关键结构参数对驱动力矩-转角特性和反馈力矩-位移特性的影响,分析结果对于后续的工程设计具有较好的参考价值。

关键词：二维电-机械转换器数值模拟设计

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考虑涡流与磁滞的高速开关阀电-机械转换器动态性能优化研究

考虑涡流与磁滞的高速开关阀电-机械转换器动态性能优化研究

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作者：李启正福州大学

学位级别：硕士

微小型高速开关阀因其功率密度高、响应迅速、能量损失小、对油液环境不敏感等优势,广泛应用于发动机燃油调节器、油气开采完井中,是数字液压元件中研究热点。作为高速开关阀的核心驱动部件,电-机械转换器用来驱动衔铁启闭阀芯,它的动... 详细信息

微小型高速开关阀因其功率密度高、响应迅速、能量损失小、对油液环境不敏感等优势,广泛应用于发动机燃油调节器、油气开采完井中,是数字液压元件中研究热点。作为高速开关阀的核心驱动部件,电-机械转换器用来驱动衔铁启闭阀芯,它的动态性能与高速开关阀的频响范围、流量特征密切相关,但目前电-机械转换器存在动态响应慢、能量损耗高等问题,因此开展电-机械转换器动态性能优化研究十分必要。电-机械转换器动态性能受到材料磁性、磁路结构、磁滞特性与电涡流效应等多种因素影响,涉及到了结构场、电磁场、热场等多个物理场间的相互作用,需构建可正确解析其多场耦合瞬态过程的理论模型,并综合仿真与试验手段,对电-机械转换器的结构型式及设计参数进行优化改进。本文基于该思路,开展如下研究: 首先,根据高速开关阀的性能要求,对电-机械转换器进行原理分析与结构方案设计,分析各物理场基础理论与参变量耦合关系,结合材料磁滞回线测试数据,辨识JilesAtherton磁滞模型,完成融合磁滞模型的电-磁-固-热多场耦合有限元仿真模型的建立,并通过试验手段对仿真模型进行验证。其次,分析磁滞特性与涡流效应对电-机械转换器电气特性、动态性能、能量损耗的重要影响与作用机理,揭示磁滞特性与涡流效应的关联性,并基于建立的多场耦合模型,在考虑涡流与磁滞下分析电-机械转换器的动态性能,并研究驱动频率、驱动电压、外电阻对电-机械转换器的性能影响规律。然后,涡流效应会降低电-机械转换器动态性能并增加能量损失,因此对磁路部件进行结构型式优化,提出了一种低涡流结构型式并进行分析验证。进一步通过含有磁滞特性的电-机械转换器数学模型,研究多参数关联作用对响应时间的影响特征,并使用遗传算法开展参数优化匹配,进一步优化原设计参数。最后,对低涡流优化结构样机与原始结构样机加工制造,搭建电-机械转换器性能测试试验台,在三组不同的驱动激励下,对原始样机与优化样机的驱动电流、电磁力、动态位移响应曲线进行比较,验证了低涡流结构的有效性;并针对低涡流结构样机优化效果有限的问题进行分析,提出改进思路。本文的创新之处在于,针对软磁材料的磁滞特性,构建融合Jiles-Atherton磁滞模型的多场耦合仿真模型,研究磁滞特性对动态性能的影响机理,揭示与涡流效应之间的耦合关系;在此基础上,开展低涡流结构型式与多参数匹配的优化研究,并对仿真模型与优化结构的可靠性进行了试验验证。

关键词：高速开关阀电-机械转换器涡流与磁滞结构优化参数匹配

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双向旋转比例电-机械转换器优化设计及性能研究

双向旋转比例电-机械转换器优化设计及性能研究

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作者：陈品超浙江工业大学

学位级别：硕士

电-机械转换器作为电液换向阀的关键部件,在电液控制系统中起着重要作用，广泛应用于军事、机床、矿山、冶金和工程机械等领域。电-机械转换的驱动能力直接影响电液伺服阀性能的好坏，提高电-机械转换器的性能可以改善电液伺服阀的性能... 详细信息

电-机械转换器作为电液换向阀的关键部件,在电液控制系统中起着重要作用，广泛应用于军事、机床、矿山、冶金和工程机械等领域。电-机械转换的驱动能力直接影响电液伺服阀性能的好坏，提高电-机械转换器的性能可以改善电液伺服阀的性能指标。在国家可持续发展战略的背景中，电液控制系统对电-机械转换器的驱动能力提出了更高的要求，改进电-机械转换器的性能一直是流体传动领域的研究热点。本文以旋转电-机械转换器为研究对象，采用磁路解析、Maxwell3D静磁场有限元分析和实验测试等方法研究了旋转电-机械转换器的性能，主要进行以下几个方面的工作：　　1.以电磁场理论为基础，建立了矩形工作气隙和环形工作气隙电-机械转换器等效磁路模型，得出了静态力矩表达式;建立了矩形气隙和环形气隙电-机械转换器有限元模型，仿真得到电-机械转换器的磁场分布情况和矩角特性，数学模型和有限元仿真结果一致。　　2.考虑到旋转电-机械转换器的性能提升、装配方便性、零部件之间的定位，对环形工作气隙电-机械转换器进行结构改进，轭铁由两部分设计成四部分，增加了线圈支架、隔磁块、端盖零部件;通过有限元仿真确定了径向气隙长度和隔磁块的结构参数，对优化后的电-机械转换器进行静磁场和瞬态磁场仿真，结果表明优化后的旋转电-机械转换器力矩得到提高，具有良好的动静态性能。　　3.加工了矩形气隙和环形气隙旋转电-机械转换器，搭建了实验台架，测试了两种工作气隙形状电-机械转换器的静态特性，实验结果表明环形气隙电-机械转换器具有更大的线性工作范围;加工了优化后的样机，搭建了其动静态特性测试台架，测试内容包括矩角特性、电流-力矩特性、频率响应及阶跃响应特性，实验结果与理论分析基本一致。

关键词：电-机械转换器换向阀磁路解析结构优化有限元仿真动静态特性

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机载二维（2D）电液换向阀及其电-机械转换器的设计与研究

机载二维（2D）电液换向阀及其电-机械转换器的设计与研究

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作者：孙明明浙江工业大学

学位级别：硕士

在现代航空技术的发展进程中,电液换向阀作为整个机载液压系统中必不可少的电液控制元件之一,对整个系统的性能及可靠性有着重要的影响。相比传统的直动式机载电液控制阀,采用二维(2D)结构的电液控制阀避免了电磁铁直接驱动主阀芯移动,... 详细信息

在现代航空技术的发展进程中,电液换向阀作为整个机载液压系统中必不可少的电液控制元件之一,对整个系统的性能及可靠性有着重要的影响。相比传统的直动式机载电液控制阀,采用二维(2D)结构的电液控制阀避免了电磁铁直接驱动主阀芯移动,而是采用驱动阀芯转动来调节阀芯敏感腔内的高压油液来驱动主阀芯移动的,因此具有重量小、耐高压、功重比高、驱动方便、抗污染等级高等优点,近年来广泛应用在航空航天领域。本文从实际需求出发,利用二维(2D)阀的技术优势设计了两种技术方案并对其进行如下几点的研究:(1)根据相应的技术要求设计了两种机载二维(2D)电液换向阀,提出了两种不同工作原理的电液换向阀设计方案,并完成了其阀体结构及电-机械转换器等模块的结构设计。(2)分别对两种阀用电-机械转换器建立相应的数学模型,并利用Maxwell软件进行磁场仿真研究,通过对影响磁路分布结构的因素进行变参数仿真,从而提高其输出扭矩。同时对其在高温环境下的热稳定性进行仿真研究,极端工况下两种电-机械转换器的热平衡温度均未超过85℃(3)对先导式二维(2D)电液换向阀的阀体耐压强度、阀口开度、主阀芯驱动力、复位弹簧等重要结构和部件进行校核计算,同时对该阀阀体的流场结构进行仿真研究。(4)针对先导式二维(2D)电液换向阀的工作原理设计了相应的实验方案,并对该阀的压力流量特性和动态响应特性,以及阀用电磁铁的输出特性和阶跃响应特性进行了实验研究,最大出口流量达到了112L/min,其他各项实验结果均满足设计要求。本文研究的先导式机载二维(2D)电液换向阀具有结构简单、流量大、功率重量比高、抗污染能力强等优点,在保证可靠性的前提下极大的提高了整个阀的功重比,特别适合应用在飞行器的液压系统中。

关键词： 2D阀换向阀电-机械转换器磁柱式电磁铁

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微型数字伺服阀电—机械转换器的研究

微型数字伺服阀电—机械转换器的研究

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作者：胡美君浙江工业大学

学位级别：硕士

本论文的主要工作是将正交正弦波细分驱动和连续跟踪控制算法相结合，着眼于提高系统的频响特性，设计适合微小数字伺服阀的步进电机驱动器的研究。微小流体控制系统由于其输出功率体积比大、重量轻、频率响应和精度高等特点，应用场合... 详细信息

本论文的主要工作是将正交正弦波细分驱动和连续跟踪控制算法相结合，着眼于提高系统的频响特性，设计适合微小数字伺服阀的步进电机驱动器的研究。微小流体控制系统由于其输出功率体积比大、重量轻、频率响应和精度高等特点，应用场合越来越多。电液伺服控制系统的性能好坏，一方面取决于伺服阀结构的本身，更重要的是取决于它的电-机械转换器性能的好坏。本文根据目前电-机械转换器的种类和特点，首次把步进电机正弦波细分驱动和连续跟踪控制算法相结合，设计了步进电机驱动器，运用到微型电液伺服控制系统中。实验证明，该方法有效的提高了系统的频响能力。本论文的主要工作如下：第一章综合国内外的有关文献，本章首先介绍了阀用电-机械转换元件，包括传统式和新型的电-机械转换元件。接着介绍了目前微小数字阀的控制方法。在此基础之上，提出了课题的选题意义及创新点与主要研究内容，并简要介绍了产品的应用前景。主要研究内容为：阀的结构设计、正弦波驱动与连续跟踪控制算法、步进电机驱动器的设计与实现、实验结果分析。第二章为测试驱动器的性能，设计了直动式数字电液微小伺服阀。在简化为理想零开口滑阀的前提下，计算了阀的各项系数。分析了阀芯的位置、移动速度和角度的关系，并对该关系的非线性进行了分析。另外，计算了运动部件的转动惯量和液动力。计算表明，由阀和电机组成的系统中，转动惯量95.2％集中在电机的转子上；而由液动力产生的折算到电机轴上的力矩只占电机输出力矩的0.32％。这说明，所设计的电—机械转换接口系统是否工作在带载荷状态，对系统的频响特性的影响可以忽略。这为后面实验里直接用阀心的运行状态，而不是阀的流量输出，作为评价系统频响特性的好坏提供了理论依据。第三章介绍了步进电机的特点、分类、工作原理及其控制方法。着重介绍了步进电机的正弦波细分驱动和连续跟踪控制算法，建立了连续跟踪算法下步进电机的模型。仿真结果表明，连续跟踪算法有效的提高了阀芯的频响能力。第四章主要介绍了基于正弦波细分驱动和连续跟踪控制算法的步进电机驱动器的设计和实现。包括系统硬件的具体设计、软件的实现和整体功能，详细地介绍了系统的硬件电路和软件的具体实现方案。第五章介绍了实验的原理、实验装置，并对获得的实验结果进行了分析和讨论。实验证明，采用步进电机正弦波细分驱动和连续跟踪算法，有效提高了系统的频响特性。第六章全文总结和后续展望。

关键词：电-机械转换器数字阀步进电机正弦波细分驱动连续跟踪控制

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二维电液高速开关阀及其电-机械转换器的设计与研究

二维电液高速开关阀及其电-机械转换器的设计与研究

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作者：韩梁涛浙江工业大学

学位级别：硕士

高速开关阀作为航空航天等移动式液压系统的关键元件，为了实现高功率密度，一般采用液控先导结构。现有的液控先导一般通过先导阀及其控制回路实现，结构复杂，加工成本高，抗污染能力差，最主要的是无法解决大流量与快速性之间的矛盾... 详细信息

高速开关阀作为航空航天等移动式液压系统的关键元件，为了实现高功率密度，一般采用液控先导结构。现有的液控先导一般通过先导阀及其控制回路实现，结构复杂，加工成本高，抗污染能力差，最主要的是无法解决大流量与快速性之间的矛盾。二维阀具有平转联动的特点，其导控级为差动式液压阻力半桥，压力增益特别高，阀芯只需通过电-机械转换器的微小角位移驱动就可以实现快速移动，显著地提高了集成度、静动态性能以及抗污染能力。本论文基于二维阀的设计理念，以二维伺服螺旋机构原理为基础，主要根据驱动机构的不同提出了两种二维高速开关阀的设计方案，即磁悬浮力矩马达驱动型二维(2D)高速开关阀和拍合式电磁铁驱动型二维(2D)高速开关阀，并对此进行如下研究：　　（1）根据设计要求确定两种二维(2D)电液高速开关阀的总体方案，分别设计了两种方案中高速开关阀及其电-机械转换器的结构，并分析了各个模块的主要结构特点以及工作原理。　　（2）针对两种方案中所设计的电-机械转换器，通过电路、磁路等效分析，分别建立其理论数学模型，为后文电磁场仿真分析奠定良好的理论基础。在AnsoftMaxwell中分别搭建磁悬浮力矩马达和拍合式电磁铁的电磁场仿真模型，研究其关键结构参数对电磁输出特性的影响，通过合理优化得到两种电-机械转换器的最佳结构尺寸，最后再次利用电磁场仿真研究了它们的静动态特性。　　（3）将两种方案高速开关阀的原理结构及其电-机械转换器输出特性进行对比，选定磁悬浮力矩马达驱动型二维(2D)高速开关阀为重点研究方案，对其主阀芯开口量、主阀体结构、高压驱动组件液压驱动力、二维活塞阀芯（先导阀芯）结构以及整阀内泄漏量等进行了计算与校核，其中通过AnsysWorkbench建立了主阀体的仿真模型，分析其耐压强度和流场是否满足设计要求，并建立了二维活塞的理论数学模型，分析了其流量和阀芯运动特性。　　（4）搭建了磁悬浮力矩马达驱动型二维(2D)高速开关阀的实验测试平台，研究磁悬浮力矩马达的静动态特性和整个高速开关阀的特性。实验结果表明：力矩马达在通入500安匝励磁电流时的输出力矩为0.65N·m，通入350安匝励磁电流时的阶跃响应时间可达到5ms;二维高速开关阀在额定压力21MPa下的输出流量可达138.3L/min，动态响应时间为10ms，满足设计要求。

关键词：电-机械转换器磁悬浮力矩马达拍合式电磁铁二维阀高速开关阀

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数字伺服阀电—机械转换器频响特性研究

数字伺服阀电—机械转换器频响特性研究

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作者：吕梅蕾浙江工业大学

学位级别：硕士

随着计算机技术在流体控制系统中的大量应用,流体控制技术及元件的数字化成为一种必然的趋势。由于步进电机能在开环系统中较好地工作及易于用计算机控制等特点,因此,它作为电-机械转换元件广泛地应用于各种控制系统中。本文针对利... 详细信息

随着计算机技术在流体控制系统中的大量应用,流体控制技术及元件的数字化成为一种必然的趋势。由于步进电机能在开环系统中较好地工作及易于用计算机控制等特点,因此,它作为电-机械转换元件广泛地应用于各种控制系统中。本文针对利用步进电机作为电-机械转换元件的数字阀存在的量化误差与响应速度之间的矛盾,提出了步进电机PWM连续跟踪控制方法,解决了传统的步进式电液数字控制元件所存在的量化误差和响应速度之间的矛盾。这对于用步进电机作为驱动装置的数字阀的开发研究与应用具有深远的意义。针对步进电机固有的特点,对其作为电-机械转换元件的频率特性进行了深入的研究。主要工作如下: 第一章介绍了液压控制技术、元件的发展历史与趋势及电液数字控制技术、元件的分类与发展,针对步进电机按传统的工作方式存在量化误差和响应速度的矛盾,提出本课题的研究方案和研究内容。第二章介绍了反应式、混合式步进电机的工作原理,建立了作为数字阀驱动装置的步进电机的数学模型。

关键词：电-机械转换器步进电机 PWM 频响特性 Real-Time Workshop MATLAB/SIMULINK

来源：评论

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