基于气隙补偿的旋转电-机械转换器优化设计及性能研究

发布时间：2021-05-12 05:42

　　电液伺服控制系统具有控制精度高、响应速度快、带载能力强等优点,广泛应用于航空航天、交通、工程机械等各种工业领域。电-机械转换器是电液伺服系统中的一个关键部件,把电信号转换成机械运动,进而控制电液伺服阀运动,其性能的优劣对电液控制系统的性能有较大的影响。为了更好的推广和应用电液伺服技术,国内外学者对电-机械转换器的磁路拓扑结构以及矩角特性优化上做了大量研究。传统回转式电-机械转换器工作气隙的横截面多为一矩形端面,工作时衔铁在零位附近做高频小幅摆动,转角较小,线性度低,线性范围小。而单一的径向环形工作气隙具有正磁弹簧刚度,虽然可以具有较大的工作转角,但随着转角的增加,输出转矩会逐渐减小。本文提出一种基于气隙补偿的回转式电-机械转换器矩角特性调节方法,通过设计合适的补偿气隙,增加输出力矩,改善其矩角特性,得到一种具有基于混合式气隙的、具有水平力矩-转角特性的、结构简单的双向旋转电-机械转换器,主要研究内容如下:1.根据电磁场理论基础,对径向气隙和混合气隙回转式电-机械转换器进行磁路解析,分别得到静态数学模型,并对其进行了对比分析,为后续有限元模拟以及实验研究提供理论基础。2.基于Maxwel... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外关键技术研究进展
        1.2.1 电液伺服阀概述
        1.2.2 回转式电-机械转换器
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 本章小结
第二章 回转式电-机械转换器磁路解析
    2.1 引言
    2.2 结构与工作原理
    2.3 磁路分析方法
        2.3.1 磁路及其定律简述
        2.3.2 磁场能量与电磁力矩
    2.4 不同工作气隙形状旋转电-机械转换器数学模型
        2.4.1 径向气隙回转式电-机械转换器数学模型
        2.4.2 轴向气隙回转式电-机械转换器数学模型
        2.4.3 混合气隙回转式电-机械转换器数学模型
    2.5 本章小结
第三章 回转式电-机械转换器电磁场有限元分析
    3.1 引言
    3.2 电磁场有限元分析简介
        3.2.1 有限元分析方法
        3.2.2 电磁场理论
        3.2.3 电磁场中的边界条件
        3.2.4 电磁场分析软件介绍
    3.3 Maxwell3D静态仿真参数设置
    3.4 径向气隙回转式电-机械转换器静态仿真分析
        3.4.1 径向气隙回转式电-机械转换器有限元仿真模型
        3.4.2 Maxwell3D静磁场仿真结果
    3.5 混合气隙回转式电-机械转换器静态仿真分析
        3.5.1 混合气隙旋转电-机械转换器有限元仿真模型
        3.5.2 矩形块高度H_(rt)对力矩转角特性的影响
        3.5.3 矩形块偏角α_2 对力矩转角特性的影响
        3.5.4 气隙宽度g对力矩转角特性的影响
        3.5.5 永磁体宽度B_(ms)对力矩转角特性的影响
        3.5.6 径向气隙与补偿气隙力矩转角特性对比研究
    3.6 回转式电-机械转换器动态仿真分析
        3.6.1 瞬态磁场分析理论
        3.6.2 瞬态有限元分析基本步骤
        3.6.3 不同工作气隙瞬态特性对比分析
    3.7 本章小结
第四章 实验及结果分析
    4.1 引言
    4.2 回转式电-机械转换器样机
    4.3 静态特性测试
        4.3.1 实验原理
        4.3.2 实验数据处理与分析
    4.4 动态特性测试
        4.4.1 实验原理
        4.4.2 实验数据处理与分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 论文创新点
    5.3 工作展望
参考文献
致谢
学位论文数据集



本文编号：3182845