基于高磁感永磁材料的动圈式伺服阀研究

发布时间：2020-06-18 22:52

【摘要】： 电液伺服系统拥有输出功率大、控制精度高等优点,广泛应用于工业生产各个领域。电液伺服阀作为电液伺服控制系统的核心部件,其性能高低将直接影响到整个电液伺服控制系统的整体性能。随着工业技术的发展,对电液伺服阀的性能提出了更高的要求,响应速度更快,频宽更高,工作更稳定,同时实现其数字化与智能化。本文研究的目的就是为实现电液伺服阀性能的提高。钕铁硼(NdFeB)永磁材料作为一种性能优异的磁性材料,较高的剩磁和矫顽力以及较大的磁能积,特别是具有较高的内禀矫顽力,若用于动圈式力马达中将大大改善力马达的性能。本文在广泛研究国内外相关文献资料及工作的基础上,以Th-7/10型伺服阀为基础,以提高电液伺服阀的频宽、响应速度等动态特性为指导思想,对伺服阀各组成部件进行设计研究。在机-电耦合部件动圈式力马达的设计中,选用高磁感的钕铁硼永磁材料作为磁钢永磁体,在分析和研究了动圈式电液伺服阀中的动圈式力马达结构、受力和磁场通量分布的基础上,构建了动圈式力马达结构模型及阻尼耦合数学模型,分别采用两种磁路型式进行了磁路分析与结构设计,提高了力马达的固有频率和推力,并使得力马达的体积缩小,响应变快,灵敏度提高,重量减轻。在此基础上,将其应用于电液伺服阀的设计之中,就一组数据给出了伺服阀其他组成部件的结构及参数设计计算。运用功率键合图理论对伺服阀建立功率键合图模型,推导出状态方程,借助仿真软件MATLAB/ SIMULINK对模型进行时频域仿真分析,从仿真曲线上可以看到与Th-7/10型伺服阀相比,基于钕铁硼永磁材料的动圈式伺服阀的动态性能较好。为实现NdFeB永磁动圈式伺服阀的数字化与智能化,开发了数字伺服控制器,通过Profibus现场总线技术和工业以太网实现伺服阀数字化信号的传输与通讯,运用Visual C++6.0语言并结合Access数据库技术开发了智能软件,实现伺服阀在系统工作过程中的自诊断、自适应、过载保护等功能。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH137.52

【参考文献】