二维（2D）电液伺服阀用湿式力矩马达的研究

发布时间：2017-12-05 02:24

本文关键词：二维（2D）电液伺服阀用湿式力矩马达的研究

【摘要】：电液伺服阀是电液伺服系统的核心元件,其性能好坏直接决定了伺服系统的功能及其相关特性能否实现。浙江工业大学发明的2D数字伺服阀以其结构简单、精度高、响应速度快、抗污染能力强等诸多优点,目前已成功应用在航空航天及军工领域。本文设计的湿式力矩马达是在成熟的2D数字伺服阀的基础上进行的创新研究。新型的湿式力矩马达作为2D电液伺服阀的电机械转换器,将力矩马达的输出轴与阀芯合为一体,通过力矩马达的旋转运动带动伺服阀阀芯的轴向运动,从而实现对流量的伺服控制。本文的主要研究内容及成果如下:(1)电液伺服阀的结构设计。电液伺服阀的结构设计主要包括阀体,传感器以及电机械转换器三个部分,重点为电机械转换器湿式力矩马达的结构设计。设计目标:伺服阀的额定流量为40L/min,湿式马达的角位移大小为正负1°。(2)湿式力矩马达的磁路建模及仿真优化。静动态方程表明力矩马达的负载力矩大小为0时,偏转角度的大小与输入电流成正比;磁通量φg的增大使得阻尼系数增大,对频率特性影响最为显著,而磁通量φg与气隙、磁通路以及磁钢材料有关。磁路仿真验证了力矩马达原理的正确性,确定了线圈匝数、实验需要的电流大小并且得到了气隙大小与输出扭矩的关系,最后通过对不同方案的弹簧杆的力变形分析,选定了合适的弹簧杆方案。(3)湿式力矩马达的实验研究。为了验证原理的正确性以及分析不同参数对性能的影响,搭建了小型实验装置并对湿式力矩马达展开实验研究。实验结果表明:当磁铁材料为钕铁硼52,气隙大小为0.75mm,单个线圈通入0.5A的电流时,阀芯产生0.83°的角位移变化,力矩马达对应-3dB、-90°的频宽为90Hz,滞环大小为6%。磁性间隙大小为0.5mm时,单个线圈通入0.5A的电流,阀芯产生0.9°的角位移变化,力矩马达对应的-3dB,-90°的频宽大小为180Hz,滞环大小为4.96%。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52

【参考文献】

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