比例阀用线性电机械转换器的分析与研究

发布时间：2017-06-09 23:08

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【摘要】：与常规换向阀相比,比例阀(伺服比例阀)在综合性能上具有非常大的优势,在液压技术领域中得到了广泛的应用。阀用直线电机(又称电机械转换器)是伺服比例阀的重要元件,对阀的性能具有很重要的影响,提高阀的动、静态特性,其主要途径之一是提高电机械转换器的动、静态输出特性。因此研究伺服比例阀用电机械转换器具有非常重要的意义。 本文的主要工作内容如下： 1)提出了一种动磁式电机械转换器的结构形式,阐述了工作原理,运用解析法建立了动磁式电机械转换器的数学模型和永磁体数学模型,得到了输出力的解析式,分析其中参数对输出特性的影响,建立了优化原则； 2)研究了永磁体表面磁感应强度与形状的关系,优化了永磁体的形状,提高了励磁性能；利用前面提出的动磁式结构,减小了气隙磁阻并增大了输出力值； 3)提出了异形导磁心结构,在不影响磁路的情况下,将导磁心低磁密区域挖空,减小了动子质量,提高了动态响应速度； 4)设计了线圈支架作为连接件的方案,增强了工艺性能,解决了动圈式结构的飞线问题和导线引出口的密封问题； 5)利用解析法建立了动磁式电机械转换器在动态情况下的力平衡方程、电压平衡方程、能量平衡方程,利用有限元软件对动态输出特性进行了仿真分析。 6)在动圈式电机械转换器的基础上进行了改进,提出了径向充磁永磁体串联式磁路,为提高永磁体的磁势,减小运动部件的质量,将永磁体布置在线圈外部；并通过有限元软件对输出结果进行了验证。
【关键词】：伺服比例阀 动磁式 动圈式 电机械转换器 异形导磁心
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH134;TM359.4
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究意义9
• 1.2 伺服比例阀简介9-10
• 1.3 电机械转换器的研究现状与分类10-14
• 1.3.1 基于电磁原理的电机械转换器10-13
• 1.3.2 基于新材料的电机械转换器13-14
• 1.4 电机械转换器的研究方法和内容14-15
• 1.5 本章小结15-17
• 第二章 动磁式电机械转换器的结构与设计原则17-27
• 2.1 动磁式电机械转换器结构与工作原理17-18
• 2.2 电磁分析18-22
• 2.2.1 永磁材料简介18-19
• 2.2.2 钕铁硼数学模型19-20
• 2.2.3 磁路分析20-22
• 2.3 MMEM设计原则与优化计算22-26
• 2.3.1 动磁式结构设计23
• 2.3.2 永磁体形状分析23-24
• 2.3.3 导磁心和外壳计算分析24-25
• 2.3.4 优化导磁心结构25
• 2.3.5 增大磁场中通电线圈体积25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 动磁式电机械转换器静态特性分析及优化27-43
• 3.1 Ansoft建模分析27-33
• 3.2 MMEM的优化设计33-38
• 3.3 MMEM静态输出特性分析38-41
• 3.3.1 静态特性F-I38-40
• 3.3.2 静态特性F-X40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 动磁式电机械转换器动态特性分析43-57
• 4.1 MMEM数学模型分析43-47
• 4.1.1 机械运动系统分析43-44
• 4.1.2 电路系统系统分析44-45
• 4.1.3 励磁系统能量关系45-47
• 4.2 基于Ansoft的MMEM瞬态有限元分析47-54
• 4.2.1 二维瞬态场的理论基础47
• 4.2.2 MMEM二维瞬态场仿真47-54
• 4.3 液阻分析54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 动圈式电机械转换器的设计与计算57-69
• 5.1 动磁式电机械转换器结构与工作原理57-58
• 5.2 磁路分析58-63
• 5.2.1 MCEM设计原则59
• 5.2.2 优化环形永磁体轴向宽度59-61
• 5.2.3 永磁体外置式设计61-63
• 5.3 MCEM有限元分析63-66
• 5.3.1 MCEM静态输出特性分析64-65
• 5.3.2 MCEM动态输出特性分析65-66
• 5.4 液阻分析66
• 5.5 本章小结66-69
• 第六章 工作总结与展望69-71
• 6.1 研究总结69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士期间科研成果77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张卓然;;基于MAXWELL2D静磁场分析的特种电机教学[J];电气电子教学学报;2008年03期

2 费德成;孙玉坤;朱q

本文编号：436882