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。     

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。     

一种用于自动变速器的比例电磁阀研究

介绍一种用于自动变速器的比例电磁阀结构,研究比例电磁阀的分析、设计方法及其稳态和动态特性。在结构分析的基础上,分析其工作原理,将比例电磁阀分为电场、磁场、机械和流体四部分,分析这四部分的内在耦合关系。建立各个部分的动态特性数学模型并进行耦合仿真分析,对比例电磁阀电磁特性进行研究,通过与试验结果对比,初步验证耦合仿真模型的正确性。 通过计算分析电磁阀内部参量的动态变化特性,为优化电磁阀设计奠定基础。在液压部分中,进油口采用球阀,排油口采用喷嘴挡板阀,通过控制排油口的开度可以进行流量控制,间接控制油压输出。在比例电磁阀开启时,电磁力与弹簧力的总和与球阀的液压力相平衡的工作模式,使该比例电磁阀具有开关响应快、输入电流与输出油压线性关系好的特点。研究结果表明,该比例电磁阀阀芯位移0.2 mm ,开启响应时间在2 ms以内,油压建立在4 ms以内,适用于自动变速器换挡执行回路中。     

盆形极靴形状对比例电磁铁静态特性影响的仿真与试验研究

比例电磁铁的静态特性与盆形极靴的形状息息相关,以梯形宽度和极靴角作为研究对象,利用电磁仿真软件建立比例电磁铁的仿真模型,仿真分析得到盆形极靴的形状参数对比例电磁铁位移-电磁力特性和电流-电磁力特性等静态性能的影响,对优化比例电磁铁结构设计起到指导作用,最后通过试验验证了仿真的正确性并给出了结论.     

比例电磁铁静态特性的研究

比例电磁铁作为连接微电子与大功率控制对象之间的桥梁,其性能的好坏将决定产品的性能,因此对比例电磁铁的研究是非常必要的。基于有限元分析方法,分别研究了主工作气隙、侧向工作气隙、前锥面形状及宽度对电磁力及电磁铁吸合特性的影响;采用正交试验法进行了因素的权重分析,得出了主要影响因素和次要影响因素。     

基于Ansoft的比例电磁铁建模与仿真

针对比例电磁铁结构参数难以获得问题,提出基于其组成结构及设计原理、依据样本输出特性反求电磁铁结构参数的方法,据此利用Ansoft软件建立比例电磁铁有限元模型.不同输入电流下仿真所得行程-力特性曲线表明,其趋势与理论分析相一致、数值上与样本特性参数相吻合,说明所建比例电磁铁模型能正确反映其工作特性,可借助联合仿真将其作为比例电磁阀AMESim模型中的信号转换单元,从而为含有比例电磁阀液压系统的AMESim仿真提供基础保障.     

微小流量高精度电液比例节流阀的研究

根据高压共轨进油节流调压技术的要求,应用电液比例控制技术研制了高精度微小流量电液比例节流阀,其关键的节流阀口采用了三角沟槽式结构形式,该结构能精确稳定地实现微小流量的调节,抗阻塞性能好,流量脉动小。而变截面盆形磁分路器式的比例电磁铁,由于其明显的磁饱和特性,因此容易实现比例电磁铁的位移—力的水平特性,从而实现电磁力与输入电流的线性比例特性。所研制的比例节流阀经试验验证基本能满足高压共轨进油节流调压技术的要求。     

AT换挡回路比例阀电磁铁结构优化设计

比例电磁阀是自动变速器换挡回路的重要组成部件,它的特性影响到整个换挡回路的特性。采用Ansys Maxwell软件对比例电磁铁的磁场强度和电磁力特性进行仿真计算,并利用磁路分割法将比例电磁铁整体的磁路简化提高计算速度,以提高电磁力-电流特性曲线比例线性阶段的线性度为目标对该比例电磁铁进行结构优化。通过仿真验证对比,优化后比例电磁铁电磁力-电流特性曲线比例线性段线性度的方差较优化前有明显降低。     

新型高性能动圈式电液比例阀及其性能

动铁式比例电磁铁作为电液比例阀的电机械转换器,其电磁力本身对铁心位移是非恒定的,其恒定化是研究人员研究的重点之一,并因为铁心的存在导致其线圈电感很大,不利于提高电路的响应速度。为研制高性能电液比例阀/电液伺服比例阀,在前期完成了研究动圈式比例电磁铁及其相关理论的基础上,研制出高性能动圈式比例电磁铁样机,提出了利用动圈式比例电磁铁组成电液比例阀的结构方案,分析具有所提结构的电液比例阀的主要性能,提出了相应的动静态性能试验研究方案,并对这种结构方案进行试验研究。研究结果表明,利用所研制的动圈式比例电磁铁组成比例阀的方案具有动静态性能高的优点,所研制的比例电磁铁静态具有非常好的恒力特性,开环情况下被控阀芯位移对100%输入信号的阶跃响应时间不超过15 ms。研究结果对研制高性能电液伺服比例阀具有积极意义。     

考虑电磁特性的电磁开关阀动静态性能仿真研究

为研究电磁特性下电磁阀的动静态性能,针对设计中使用到的电磁开关阀,首先分析了电磁铁的结构参数和电磁开关阀动力学模型,然后应用Ansoft Maxwell和AMESim建立了电磁开关阀仿真模型,对不同占空比以及不同频率下的脉宽调制(PWM)输入控制信号进行了仿真,分析了其动态响应过程及静态性能(空载流量、空载压力等),最...     

双向比例电磁铁的设计及仿真分析

为了克服传统比例电磁铁需要两个线圈来实现双向移动的缺点,提出一种新型的双向比例电磁铁,单个线圈就可以实现双向运动,利用线圈产生的磁场与永磁体产生的极化磁场相互作用产生电磁力;从其的工作原理出发,对该电磁铁的磁路进行分析,建立数学模型,采用MAXWELL有限元仿真,得到力-位移特性,并且讨论结构参数变化对电磁铁性能产生的影响,仿真结果表明合理调节导套的角度可使电磁铁达到比例特性,最后利用仿真参数结果得到优化尺寸和静态特性。     

比例电磁铁性能测试系统的研制

为准确、可靠、方便地测试比例控制系统中的关键单元一比例电磁铁的静态性能,根据比例电磁铁的结构特征及其性能特点,结合传感与控制技术,研制了比例电磁铁静态特性测试平台。以LabVIEW为开发环境,结合数据库技术设计了相应的测试软件,实现了比例电磁铁静态性能的自动化精准测试,并对某型号的比例电磁铁进行了具体试验与分析。研究结果表明,该测试系统操作方便安全,测试结果准确可靠,适用于常见比例电磁铁静态特性的测试。     

气动元件的五大发展方向

一、电磁阀的小功率化 近20年,电磁阀的消耗功率由20W下降至1-0.5W,而中大型电磁阀则由直动型转向先导型。“直动型”是指直接用电磁铁产生的力去推动主阀芯;至于“先导型”则先通过电磁力去控制一小阀,再使作用在主阀两端的气压来推动主阀。对于大口径的阀来说,因电磁铁所产生的力有限,不能直接驱动主阀换向,必须采用先导型。就以SMC最新推出的SY系列多元化气阀为例,其耗电量低(0.5W),但流量比一般同体积气阀大1.7-3倍。     

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。     

耐高压双向极化式比例电磁铁

在液压控制阀的各种电一机械转换器中,动铁式螺管电磁铁由于结构简单、功率重量比大、价格低廉,因而在各种比例控制阀中获得广泛应用。 但是,常用市售动铁式比例电磁铁多是单向作用,只能用来控制单向作用的阀,增益较低,并且电磁铁的静特性具有起始段死区,动态特性也不够高。为了拓宽比例电磁铁的工作领域,我们研制了耐高压双向极化式比例电磁铁。     

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。     

吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响

建立了比例电磁铁有限元仿真模型,在考虑衔铁尾部端面位置的情况下,利用Ansoft Maxwell 2D电磁场有限元仿真软件,分析了吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响。仿真结果表明:衔铁尾部端面位置不变时,吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响较小。衔铁长度不变时,随着吸合面位置的前移,比例电磁铁行程-力特性水平程度变差,工作行程内电磁力减小,且衔铁越短,工作行程内电磁力的减小程度越显著。     

电磁阀自保持功能的分析与设计

电磁阀的结构简单,动态相应特性良好,因此被广泛地应用到工业控制的各个领域中。电磁阀内部的动铁在线圈产生的吸力与弹簧力的作用下进行运动并保持在相应的位置。动铁运动过程中电磁阀线圈做功,而靠电磁力保持时,线圈不做功,线圈将所有的电能转化为热能,造成温度升高等各种问题,所以有必要控制动铁保持时线圈的功耗。根据驱动电压类型电磁阀可分为直流电磁阀、交流电磁阀两种。交流电磁铁在动铁吸合到位保持的过程中,电流和功耗会自动减小,而直流电磁阀则需要通过优化驱动电路或整体结构改进的方法实现功耗及发热控制。     

三位四通2D电液比例换向阀的静态特性实验研究

为克服直动式电液比例换向阀无法实现大流量控制和导控式电液比例换向阀结构复杂及无法在零压下工作的缺点,提出了一种结构简单、流量大并具有位置反馈的新型电液比例换向阀——三位四通2D电液比例换向阀。该阀由2D换向阀、压扭联轴器和比例电磁铁等组成。在分析该阀的结构和工作原理的基础上,对三位四通2D电液比例换向阀进行了静态特性实验研究。实验结果表明:压扭联轴器的位移滞环和三位四通2D电液比例换向阀的流量滞环为10%,说明该阀具有良好的静态特性。     

双自由度电磁阀测试平台研究

为了对行程0～4 mm、双向输出力各0～10 N的双自由度电磁阀的动态及静态特性进行准确测试,建立了相对应的新型电磁阀动静态特性测试平台。利用该平台,在对双自由度电磁阀内外推杆同时输入激励时,可以准确地测量双自由度电磁阀的内推杆与外推杆的动、静态特性,并通过LabVIEW对数据进行精准大量采集。利用Ansoft仿真软件对电磁阀的静态特性进行仿真,利用测试平台对电磁阀开启与关闭时的静态特性进行测量,对仿真数据与静态实验数据进行比对,并测量电磁阀动态特性。结果证明双自由度电磁阀测试平台工作精确并稳定。