高速电磁阀电磁铁的研究与开发

针对高速电磁阀快速响应的关键因素电磁铁电磁力大小与线圈驱动两方面的问题。对电磁铁铁芯形状、工作气隙相对于线圈位置、工作气隙大小、安匝数、圆形铁芯面积等因素影响电磁力进行了分析研究;提出了3种驱动电路,对3种线圈驱动电路影响电磁铁响应特性进行了对比,并运用Ansoft Maxwell软件对各因素与电磁力大小的关系、3种线圈驱动电路与电磁铁响应特性进行了模拟仿真计算,最后对电磁铁的开发提出了一种优化方案。研究结果表明,该优化方案对高速电磁阀的快速响应有一定的提升。     

主动座椅悬架电磁作动器仿真研究

用ANSYS建立了电磁作动器的三维静态磁场仿真模型.仿真研究了电磁作动器的磁场分布规律,以及电磁铁铁芯直径d、铁芯长度l、电磁线圈匝数N、电磁线圈电流I、工作气隙δ等参数对衔铁所受电磁力的影响.仿真结果表明,电磁作动器磁场基本呈对称分布,磁力线集中在铁芯和衔铁中.衔铁所受电磁力随d,N,I,的增大而增大,随l,δ的增大而减小.     

电控汽油喷射器参数优化及性能测试研究

在某型电控汽油喷射器基础上,通过对线圈匝数、不同磁导率下电磁场分布、工作气隙厚度及其位置等电磁参数及结构参数的优化,对电控喷射器进行了改进设计,增大了电磁力;开发了开启时间与关闭时间的测试系统。试验结果表明,该喷射器开启与关闭的滞后时间分别为1.65ms和0.5ms,与原汽油喷射器相比分别缩短了8%和9%,提高了动态响应性能。     

电控尿素喷嘴电磁阀特性研究

通过商业仿真软件计算分析了线圈匝数、驱动电流、衔铁气隙等对尿素喷嘴电磁力的影响。发现线圈匝数、驱动电流增加,静态电磁力增加;衔铁气隙对电磁力影响较大,气隙由100μm增至125μm,电磁力降低了80%;随着驱动电压增加,喷嘴动态开启时间逐渐降低。驱动电压为32 V、气隙100μm时,喷嘴开启时间仅为0.81 ms。此外,还通过高速摄像机和示波器测试喷嘴开启时间,开启时间范围为1.39～1.52 ms,均值1.48 ms,测试结果与计算值基本相同。     

一种新型电磁作动器电磁力影响参数分析

针对各参数对一种新型电磁作动器电磁力影响机理的问题,利用ANSYS软件建立了该电磁作动器的电磁力仿真计算模型,并对加工好的样机电磁力进行试验测量。结果表明,仿真计算结果能够与试验数据很好的吻合,最大相对误差仅为11.6%,从而验证了仿真模型的有效性。利用该仿真模型分析了齿高、线圈匝数、齿数、气隙、衔铁厚度和轭铁厚度等参数对电磁力的影响,揭示了其影响机理,为这种电磁作动器的进一步优化设计奠定了基础,对类似结构的电磁执行器的设计具有一定的参考价值。     

燃油喷射器电控性能的改进设计研究

在电控喷油器电磁动态工作性能研究基础上,分析了影响电磁动态特性的主要因素。通过测量驱动电路中串联小电阻的电压变化,得到电磁线圈电流响应特性。线圈安匝数和磁极气隙是影响电磁动态特性的主要因素。结合实验结果提出喷油器结构改进设计原则,对结构改进后的喷油器电磁响应特性进行了实验验证。结果证明电磁响应特性得到了提高,开启响应时间由原来的1.4 ms提高到1.1 ms,关闭响应时间缩短1.4 ms。     

发动机电磁气门驱动动态仿真与分析

用有限元法和集总参数法对一试验用电磁气门驱动（EVA）系统进行了动态仿真。在集总参数法中，根据牛顿第二定律和基尔霍夫电压定律分别建立EVA系统的动力学模型和电路模型，而把电磁力随气隙、电流的变化和电流随气隙、磁链的变化分别做成数据表。用集总参数法进行动态仿真，分析了EVA中电磁铁内涡流、励磁线圈电阻和电磁力对EVA动态工作特性的影响。两种仿真都与实验结果吻合较好，但集总参数法计算效率更高，且可仿真EVA的闭环控制过程。     

基于Maxwell的比例电磁铁有效工作特性研究

为了获得比例电磁铁在不同位置的电磁力特性,以带隔磁环的比例电磁铁为例,采用有限元的方法,研究了不同安匝数对比例电磁铁静态特性的影响,并阐述了电磁铁衔铁在不同位置时的静磁场分布规律。结果表明,当安匝数从200A增加到800A时,电磁铁的有效电磁力和有效工作行程均有所提升;当安匝数超过800A后,增加输入安匝数,能够提高电磁铁的有效电磁力,但其有效工作行程变得越来越短;衔铁的附加轴向力与衔铁在y方向的磁感应强度分布有关;电磁铁在正常工作时,衔铁会受到径向力,其大小随着衔铁和极靴的距离的减小而迅速增大。     

电磁冲击加载平板线圈的有限元分析

电磁冲击加载中,成形线圈是电能转化为磁场能的载体,使毛坯产生塑性变形的关键部件。介绍了平板线圈电磁驱动基本原理,通过ANSYS多物理场模拟平板线圈的简化模型,系统研究了线圈几何参数对轴向电磁力的影响;探讨了线圈驱动下驱动片上所受轴向电磁力分布规律及线圈参数对成形设备能量利用率的影响。仿真结果显示:随线圈匝数增加电磁力呈指数增加,随匝间距的增加呈指数减少,随起点距呈近似指数减小;轴向电磁力在线圈距中心轴2/3区域达到最大值;减小电感值有利于提高成形效率。     

永磁同步电机低频谐波电流对电磁噪声影响

为研究永磁同步电机(PMSM)中低频谐波电流对电磁噪声的影响,通过ANSYS Maxwell电磁仿真软件,计算正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源产生的电磁力,同时分析定子组件各阶模态;利用LMS Virtual Lab声学仿真软件分析对比正弦波电流源及含五次和七次低频谐波电流源2种激励下电机产生的电磁噪声。仿真结果表明,五次和七次低频谐波电流的加入增大了电机4倍和6倍电流基波频率处的电磁噪声。     

基于Maxwell的电磁阀衔铁受力特性分析

气动控制阀因其结构简单、成本低等优点，在航空航天领域中具有重要应用。为了研究气动控制阀中异性隔磁机构最优位置，介绍了液体导弹发动机油箱用电磁阀的结构及工作原理，利用电磁场有限元分析软件Maxwell建立电磁阀二维仿真模型，对电磁阀中一体化异型隔磁结构在不同位置的模型进行了仿真计算，得到了衔铁在全行程下的电磁力特性曲线。通过曲线可以看到此异性隔磁机构在线圈中间偏下一点的位置时，受到的电磁力随着阀芯开度的变化较为稳定，且线圈受到的电流激励越大，衔铁所受电磁力越大。搭建了试验平台，进一步验证了仿真分析的准确性，研究结论可为气动控制阀的设计提供参考。     

汽车变速箱换挡比例电磁阀的磁场仿真研究

双离合(DCT)变速箱换挡比例电磁阀通电磁化铁芯,使其在电磁吸力的作用下推动阀芯使阀口实现不同开度,以此来对应不同的换挡油路进而实现换挡。通过理论分析了静态电磁力特性曲线、动态电流特性曲线与电磁阀换挡精度和开启时间的关系。采用有限元法对电磁阀建立磁场分析的静态和动态数值模型,并利用Ansoft Maxwell软件进行仿真,研究电磁阀的线圈匝数、隔磁槽位置以及动铁芯厚度等结构参数分别对静态电磁力特性和动态电流特性的影响,为此类电磁阀的设计与研究提供参考。     

铝合金管件电磁胀形中螺线管线圈的受力研究

针对管件电磁胀形中螺线管线圈的使用寿命短、易损坏的问题，运用ANSYS Maxwell对电磁胀形过程中螺线管线圈所受到轴向与径向电磁力进行有限元仿真。研究了螺线管线圈在高于被胀形管件的情况下，随着螺线管线圈内径的不同，其所受到的电磁力的大小与方向的变化情况。并通过有限元仿真与实验结果对比发现：在螺线管线圈高于管件的电磁胀形中，当螺线管线圈内半径r=11mm时其所受到的力主要来自于管件；当螺线管线圈内半径r=8.5mm时其所受到的力主要来自于自身产生的电磁力。同时螺线管线圈所受到的轴向力是导致其失效的主要原因。     

交流电磁机构三维动态特性有限元仿真分析

电磁机构的动态特性分析对于其优化设计至关重要,为了提高电磁机构设计时的整体性能指标,文章利用COMSOL Multiphysics 5.0软件,提出一种交流电磁机构的三维动态过程有限元仿真模型,不仅可以在三维视图下直观观察衔铁运动的整个过程,而且可以获得任意时刻的线圈电流、磁场分布、电磁吸力、衔铁位移与速度等参数。模型针对不同的线圈电压初相角与线圈匝数进行了动态过程仿真,结果显示,线圈匝数决定激磁电流大小,电压初相角对衔铁闭合时刻的运动速度及触头弹跳有较大影响。     

多级管状线圈加载装置的线圈优化及电参数影响

高能率粉末压制时加载速度不够大,会导致无法获得更高致密度粉末制品。通过电磁炮原理结合高能率粉末压制技术提出一种多级管状线圈冲击加载装置,利用演变法获得了不同线圈截面形状。采用有限元软件建立加载装置的仿真模型,分析计算了线圈截面形状和线圈级数以及电参数对铁芯电磁力的影响规律。结果表明:当线圈的截面形状为正方形时,产生的磁感应强度值,磁场梯度,铁芯的加载速度最大。相同高度下,线圈级数为三级能够产生较大的电磁力。增大电压或电流和减小线圈的阻值,可以获得更大的电磁力和加载速度,当产生电磁饱和时,进一步增大电压或电流和减小线圈的阻值是无意义的。为加载装置的设计优化提供了参考。     

基于双角气隙的大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁研究

针对电液控制系统对电-机械转换器强电磁力和双向驱动性能的需求,提出一种大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁,通过引入径向工作气隙,形成双角气隙磁通,减小了磁路中的磁阻,解决了平面式盘式电磁铁随着工作气隙的增大,磁阻增大,电磁力迅速减小的缺点,实现了大推力特性。通过建立二维静态磁场仿真模型,分析其不同行程下的磁场分布情况,探讨主要结构参数对其静态特性的影响规律并进行双参数变量影响分析。试验结果与仿真结果基本吻合,结果表明在0.45 A(5.4 W)额定电流激励时凸缘式双向驱动盘式电磁铁在1 mm行程内电磁力均在58 N以上,与平面式双向驱动盘式电磁铁相比,电磁力明显提高。     

电磁感应式机器人按摩头结构优化及安全力调控

基于电磁感应原理及中医按摩手法设计了一种可用于按摩机器人的新型电磁式叩击按摩头,具有便携通用的特点。通过模型分析,建立电磁力、弹簧负载力、人体阻力之间的数学关系,得出按摩头动态特性影响因素。采用正交试验法,对电路和磁路的影响因素进行敏感度求解分析,获得电磁力度计算结果。选择线圈匝数、线圈电流以及动铁芯到轭铁的距离这3个因素,将每个因素分为3个水平,组合得到9组试验方案。仿真实验结果显示,线圈电流是设计的按摩头模型电磁力的主要影响因素,因此可先确定2个次要因素的参数,实现按摩头结构优化,最后通过调节线圈电流进行按摩力度调控。     

一种工作辊精细冷却喷嘴电磁阀的设计与仿真分析

分别建立了圆柱形螺线管电磁阀、矩形铁芯电磁阀的ANSYS模型并求解,得出了磁场强度大小分布情况,得到电磁力与铁芯结构变化的规律和电磁力与电流、线圈匝数的变化规律。在线圈匝数、电流相同的情况下,矩形铁芯电磁阀产生的电磁力可比圆柱铁芯大125%,在要求一定的电磁力的情况下,矩形铁芯阀体可小型化,为精细冷却喷射梁上的喷嘴紧凑设计提供了理论依据。     

高速开关阀电磁滞后特性的联合仿真研究

以某型电子限滑差速器中的高速开关阀为研究对象,介绍了高速开关阀的基本结构、工作原理、电磁滞后特性及其对阀芯动态过程的影响,并建立了高速开关阀整体的数学模型。在MATLAB/Simulink中搭建电、磁部分仿真模型,在AMESim中搭建机、液部分仿真模型。运用Simulink-AMESim联合仿真,研究了线圈匝数、驱动电压和初始气隙对电磁滞后特性的影响。结果表明:线圈匝数增加时,关闭/开启电磁滞后时间均增加;驱动电压增加时,关闭电磁滞后时间缩短,开启电磁滞后时间增加,且当驱动电压低于9. 1 V时,阀芯无法关闭;初始气隙增加时,总电磁滞后时间先延长后缩短。     

基于ANSYS的电子提花机电磁阀性能研究

通过建立基于ANSYS电磁阀组件的电磁分析模型,得到其磁力线、磁通密度、电磁强度、电磁力,分析稳态状态下电磁力与电压的二次关系,并通过MATLAB建立F/U的拟合关系式,从而对驱动电压进行优化设计,并可对电磁阀组件的结构参数如电磁铁形状、线圈匝数、吸合面积、磁性材料、复位弹簧参数等进行优化设计。