核电主蒸汽阀站中电磁先导阀的动态响应仿真研究

针对核电主蒸汽阀站中关键部件之一——大气释放阀前置隔离阀在实际工况中常出现响应超时的问题,采用数值仿真软件Fluent中的动网格以及用户自定义函数技术,对控制其启闭过程的电磁先导阀动态响应过程进行了研究。首先,研究了电磁先导阀中先导结构的动态响应过程以及阀杆的受力情况;然后,研究了电磁先导阀中主阀的动态响应过程以及主阀泄压时阀内的压力和速度分布情况;最后,综合两个动态过程,分析了电磁先导阀整阀的运动时间。研究结果表明,电磁先导阀的运动时间为8.5 ms,其中先导结构的运动时间占比较小,85%的时间集中在电磁先导阀主阀动作过程。该研究结果可对前置隔离阀响应时间的优化提供参考。     

高压气动溢流先导式减压阀动态性能研究

为应对高压变工况下先导式减压阀出现的不稳定性问题,建立了减压阀系统动态微分数学模型,借助MATLAB/Simulink软件进行非线性动态模型仿真,得出对减压阀阀后压力影响较大的结构参数为:导阀弹簧刚度、导阀活塞直径、放散孔直径、主阀载荷腔体积、导阀阻尼及主阀出口腔体积等。此动态模型的分析对先导式减压阀的设计优化有重要的指导意义。     

先导式电液比例阀非对称死区补偿控制研究

针对先导式电液比例阀的主阀芯在左右位运动过程中,动静态特性存在较大差异的问题,对电液比例阀的先导阀芯因加工、装配公差导致先导阀芯左右位死区具有非对称的特性进行了研究。建立了包含先导非对称死区的比例阀整体数学模型,分析了数学模型中先导阀非对称死区对主阀芯动静态特性的影响,提出了基于先导阀非对称死区的非对称控制策略及变增益死区补偿算法,即对先导阀正反两个方向设置不同的死区参数和控制器参数,在比例阀试验台上对此控制策略进行了评价。研究结果表明:主阀芯超调下降了80%、稳态误差下降了60%、响应时间下降了50%等,主阀芯动静态特性显著提升。     

结构参数对新型先导溢流阀性能影响

通过分析普通先导溢流阀的不足,在装载机工况下,设计了新型溢流阀,建立数学模型分析溢流阀的动静态特性,运用AMESim软件对所设计的溢流阀与普通先导阀进行对比仿真,仿真结果表明,改进后的溢流阀其性能较普通先导溢流阀有明显的提高:超调量小、响应速度快等。在不同结构参数下,进行AMESim仿真,分析结构参数对新阀的影响,结果表明阻尼孔直径等参数影响溢流阀的平稳性等性能。利用FLUENT对阀进行流场仿真,改进主阀流道,减小气蚀、液压冲击等现象,在不同结构参数下,分析结构参数对溢流阀流态的影响,结果表明,主阀芯结构参数影响溢流阀内部涡流大小等性能。研究为新阀的优化提供理论指导,并且对同类型产品的相关研究有一定的参考价值。     

一种脉宽调制式数字流量阀性能分析

数字阀有抗干扰、抗污染等优点,但直接控制的脉宽调制（PWM）式数字阀控制流量小、出口流量不连续等缺陷而限制了其应用。为此,设计出一种两级数字流量控制阀,其先导级采用基于PWM的高速开关阀,主级采用基于流量-位移反馈的插装阀,该数字阀具有结构简单、能量利用率高、先导数字控制、主阀连续输出流量等特点。阐述了该数字流量阀的工作原理,在SimulationX软件中建立了相应的数学模型,利用试验数据对主阀和先导阀模型进行了验证,通过仿真和理论推导得出主阀阀芯位移、总流量、放大倍数等参数与结构参数的关系,并对其性能进行了分析。结果表明：该数字阀工作原理是可行的,通过调整先导阀PWM控制信号占空比即可改变主阀出口流量。研究结果对该数字阀的进一步研发和改进有重要意义。     

先导自锁式高速开关阀的研究

为了消除振动或其他不确定因数对开关阀性能的影响,提出了一种先导自锁式高速开关阀的设计方案。该阀采用二级驱动的先导控制方式,并设计机械自锁的结构使阀在失电或未开启的状态下能够实现自锁,保证了工作的可靠性和稳定性。在设计过程中,为了优化其性能,建立其数学模型,并在MATLAB上建立了主阀芯开启时的运动模型,进行了仿真。仿真结果表明该阀的动态响应性能良好。     

电磁溢流阀动态特性的研究

电磁溢流阀动态特性的研究青岛海洋大学工程学院（２６６００３）王安敏石湘刘建丽沈阳工业大学（１１００３６）郑学明１引言电磁溢流阀是一种双级溢流阀,它是由两个先导阀分时控制一个主阀,导阀对主阀的控制作用由一个两位两通电磁阀换向来实现,把它集成为一个阀,图...     

日本气动元件发展动向 赴日气动技术考察介绍(第二部份)

电磁换向阀电磁换向阀占方向阀类产品的80％左右,因此各企业都非常重视电磁阀的研制和生产。而在电磁阀中最主要的品种就是电磁先导阀。因为电磁先导阀的性能和寿命直接影响着整个阀的性能和寿命。当前电磁先导阀发展的最主要趋势是如何实现低功率化和微型化,在这方面日本各气动公司都相继研制了低功率电磁先导阀,如果说过去一般电磁先导阀功率在10～15W左右,则现在低功率电磁先导阀功率只在1.5～3W左右,即降低了5至7倍。低功率电磁     

YF型电磁溢流阀压力回升动态研究

一、前言电磁溢流阀,它是一种组合阀,由小规格的电磁换向阀和溢流阀二部份组成。前者一般称为先导阀,后者称为主阀。主阀是一个三级同心式溢流阀,先导阀是一个小规格的二位二通电磁阀。溢流阀是压力控制阀中最基本的一种,电磁溢流阀除起到溢流阀的全部作用外,还能采用电气控制,使系统卸荷或实现多级压力控制。YFD型三级同心式电磁溢流阀结构见图1。     

先导式电磁开关阀的控制方法优化

踏板行程模拟装置作为集成制动系统(IBS)的关键部件之一,其作用是为驾驶员提供良好的踏板感觉,保证制动的安全性。该装置核心部件——先导式电磁开关阀的性能直接关系到踏板感觉的效果,对其进行深入的研究,建立先导式电磁开关阀不同子系统的数学模型,并运用AMESim软件搭建多场耦合模型并进行仿真,分析了环境温度、驱动电压对电磁阀性能的影响。通过仿真与实验分析发现,传统控制方法存在电磁阀发热量较大的问题,这极大地限制了电磁阀的使用。针对该问题,提出一种变电压控制方法,实验结果表明,新控制方法可以保证电磁阀长时间正常工作,有效提高电磁阀的工作能力。     

矿用电磁先导阀驱动策略

针对液压支架矿用电磁先导阀存在动态响应速度慢、维持阶段功率损耗大等问题,在不改变电磁铁机械结构的情况下,对驱动策略进行了研究。在分析了电磁铁工作原理的基础上,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁的仿真模型进行静态特性仿真,把得到的电磁仿真数据结果导入AMESim仿真模型中进行动态分析,并通过实验验证了仿真模型的正确性;分别研究了双极性电压控制、三电压控制和PWM维持占空比控制方式下的电磁先导阀动态特性,并对仿真结果进行了分析。结果表明:双极性电压的控制方式可以明显提升电磁先导阀的动态响应,而三电压和PWM维持占空比的控制方式在提升动态特性的基础上,还有效降低了功耗。     

比例电磁铁在插装电磁阀上的应用

介绍一种新型插装式电磁阀,它采用二级控制,将先导阀和主阀芯集成在一起,组成一个插装件。与传统的插装式电磁阀相比,该电磁阀的电磁铁采用比例电磁铁,根据电磁吸力与弹簧力的平衡调节先导阀的启闭,使主阀芯出口压力保持恒定,应用于小流量恒压控制系统中,做大地提高了液压系统的安全性。     

气动电磁阀开启过程的动态响应特性

以二位三通气动电磁阀为研究对象,详细介绍了其工作机理并对磁路进行理论分析。通过ANSYS Maxwell软件建立其二维电磁场分析有限元模型,并进行瞬态运动仿真计算,分析多电磁参数(主气隙宽度、铁磁材料、动铁芯直径、弹簧预紧力、刚度以及线圈加载方式)对电磁阀瞬态响应特性的影响。搭建实验平台,测试线圈加载方式对电磁阀瞬态响应特性的影响,进一步验证了仿真分析的准确性。为类似电磁类产品的设计研发提供了充实的理论依据。     

电磁脉冲阀动态性能的AMESim仿真及双压控制改进

以某型号电磁脉冲阀为研究对象,分析其机械结构及工作原理并建立了物理运动模型。利用AMESim仿真软件建立了电磁脉冲阀的系统仿真模型。通过仿真分析与实验验证得到双压控制改进方案对电磁脉冲阀出口气压动态性能的影响。结果表明,双压控制方案能够有效地减少出口气压的响应时间并节省关闭时间。仿真分析与实验验证结合的方法可用于先导式电磁阀的设计分析和性能改进。     

基于响应面近似建模方法的换挡电磁阀模型构建

针对换挡开关电磁阀宽温域工况下可靠性不高的技术问题，以较高精度的多场耦合仿真模型实现参数优化为基础，开展换挡开关电磁阀的结构参数优化研究。构建了换挡电磁阀电磁场-结构场-温度场-流场多场耦合有限元仿真模型，通过电磁力测试、温度测试和流量测试分别校验了电磁场模型、温度场和多场耦合模型精度，满足优化设计所需模型精度要求；为了提高优化效率，基于响应面近似建模（RSM）方法完成了宽温域换挡电磁阀电磁力和应力近似模型构建。结果表明构建的电磁力响应面模型R2的值为0.987，最大应力响应面模型的R2值为0.992均大于0.9，近似模型满足设计要求可用于后续换挡电磁阀结构参数优选设计研究。     

Deadzone compensation control based on detection of micro flow rate in pilot stage of proportional directional valve

The pilot operated proportional directional valves (POPDVs) with a flow rate ranging from 100 to 1000 L/min are widely used in electro-hydraulic systems (EHSs). The deadzone of the pilot stage valve and its control compensation could significantly affect the position control performance for the main stage valve that could directly affect dynamics of EHSs In this paper, it is concluded that micro flow rates exist at the intermediate position of the valve based on the analysis of the continuity equation of the flow in the control chamber of the pilot stage. The micro flow rate is helpful to eliminate the discontinuity and unsmooth domain in the previous inverse deadzone compensation function. An improved deadzone detection method is proposed to calibrate the pilot valve flow characteristics which include the micro flow rate. This new method avoids the threshold selection of the main valve spool displacement which affects the detected deadzone values. Its detection processes are realized based on the pilot flow rate characterized by the speed of the main valve spool and the pilot valve displacement characterized by the solenoid current. The deadzone compensation control strategy based on the improved deadzone detection method is also designed. The experimental results using the steady-state position tracking and sinusoidal position tracking methods are verified. It is concluded that the tracking accuracy of the main valve spool position is effectively improved with this control strategy.     

面向飞机刹车压力伺服阀的电磁切断阀开启特性优化研究

电磁切断阀是飞机刹车系统的重要组成部分,电磁切断阀的动态响应对刹车压力快速控制有着重要影响。通过构建电磁切断阀AMESim模型,利用仿真分析研究切断阀的动态响应特性,并找出主要影响因素;为解决切断阀开启过程中负载腔出现的压力振荡现象,通过活塞左端油路添加节流阻尼孔、主阀芯重叠处开先导槽两种优化结构进行仿真分析,发现增加节流阻尼孔,能够降低压力振荡的最大压力值,但是会延长压力上升时间;而阀芯重叠处开先导槽的方法尽管对于压力振荡基本没有影响,但能在一定程度上缩短压力上升时间,加快压力响应,进而实现更快速的刹车压力控制。     

泛型直线螺线管型电磁阀运动分析和改进的电压控制

在直线螺线管型高速电磁阀的整个运动过程中，由于铁磁材料的磁化需要一个动态过程，导致其电磁吸力随着铁磁材料的磁化而变化。为了获得一种不依赖电磁阀材料各异性的最优电压控制方法，从静态磁场出发，由电磁阀的理论静态吸力公式建立电磁阀衔铁的动力学模型，通过分析电磁阀的衔铁启动过程，上升运动过程和下落过程，得到各阶段的位移、电流随时间的变化。然后经过前面过程分析得到了采用两段梯形电压控制电磁阀的控制策略，实现了精准控制占空比的目的。     

基于AMESim对电液控制阀的仿真研究

对电液控制阀进行建模分析,利用AM ESim软件建立电磁铁、电磁先导阀和主阀组成的系统仿真模型,设置参数对系统进行仿真研究,分析仿真结果验证了系统能正常工作并满足性能要求。     

先导式电液比例阀非线性位置自适应补偿控制

为了提高先导式电液比例阀的位置控制性能,解决大批量先导式电液比例阀生产带来的不一致性问题,首先,建立了比例阀的非线性数学模型,针对比例阀死区不一致且难检测的问题,提出死区在线检测方法,采集主阀开始运动时的先导阀电磁铁电流值来表征死区大小,将当前死区值通过上位机在线读出并进行补偿;然后,针对普通PID固定增益带来的控制效率和精度低下的缺点,设计了基于死区在线检测的模糊PID自适应位置控制器,实时动态调整控制器各项参数;最后,基于MATLAB软件和先导式电液比例阀测试平台,验证所提出的控制方法的有效性。研究结果为先导式电液比例阀的批量化生产奠定了理论基础。