新型盤式比例電磁鐵的研究.pdf

1、比例電磁鐵作為將電信號轉換成機械信號的一種電-機械轉換器，在電液比例控制系統(tǒng)中起著至關重要的作用。隨著應用場合的不斷擴展，復雜甚至苛刻使用場合的出現(xiàn)，電液比例控制系統(tǒng)對電-機械轉換器的綜合性能提出了越來越高的要求，如大輸出力、高頻響、低能耗、高效率、安全可靠、經濟實用等。盤式電磁鐵結構具有輸出力大、結構簡單、效率高的優(yōu)點，但是通常輸出力隨著行程的增大而迅速減小，一般只適用于電磁開關控制系統(tǒng)中，為此對具有比例特性的盤式電磁鐵進行基礎研究不

2、僅具有實際應用價值，滿足市場的經濟性需求，而且擴展了比例電磁鐵的結構形式，從而有助于推動電液比例技術的發(fā)展。 本文以盤式比例電磁鐵為研究對象，采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結合的方法，對盤式比例電磁鐵關鍵技術進行了深入的分析和研究。提出了一種新型盤式比例電磁鐵的結構，有效地結合了傳統(tǒng)螺管式比例電磁鐵和盤式電磁鐵的優(yōu)點，采用雙錐型結構的銜鐵，與導磁鐵芯柱和外殼體之間形成了兩個徑向工作氣隙和一個軸向工作氣隙。通過電磁場有限元理論

3、分析，建立了新型盤式比例電磁鐵的數(shù)學模型，對其工作特點進行了計算及分析，并探討了結構參數(shù)對其靜態(tài)特性的影響，確定了各結構參數(shù)之間的關系。仿真與實驗結果表明：該新型盤式比例電磁鐵的線性工作范圍為4mm，輸出力滯環(huán)小于3.5％，電流滯環(huán)小于2.8％，最大驅動力為160N；銜鐵處于中位時脈沖信號的額定力上升響應時間為181ms，頻響為15Hz；與德國舒爾茨公司研制的相同規(guī)格螺管式比例電磁鐵相比較，水平電磁力/電流比從145 N/A提高到160

4、N/A，額定功耗從21W降到15W。 各章節(jié)內容分述如下： 第一章介紹了電-機械轉換器的分類、應用及研究現(xiàn)狀，概述了國內外電-機械轉換器的研究方向和發(fā)展趨勢。此外對兩種不同型式的電-機械轉換器——螺管式比例電磁鐵和盤式電磁鐵的結構及性能特點進行了詳細闡述。 第二章結合螺管式比例電磁鐵和盤式電磁鐵的優(yōu)點，提出了盤式比例電磁鐵的結構方案；建立了盤式比例電磁鐵的數(shù)學模型，通過有限元方法仿真分析了關鍵結構參數(shù)對其靜態(tài)特性