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。     

改善比例电磁铁位移-力特性的几点措施

比例电磁铁是比例阀的核心部件,它与普通电磁铁的重要区别在于前者具有水平的位移-力特性。围绕此特性,用ANSYS对多种比例电磁铁结构方案进行了电磁学仿真,在此基础上总结出影响位移-力特性及电磁力大小的几个重要因素,给出了优化后的比例电磁铁结构模型。     

比例控制器综合测试系统设计与应用

比例控制放大器和比例电磁铁是电液比例阀的关键控制元件，掌握其性能对电液比例阀质量控制有一定的指导作用。基于上述目的设计该系统，可以完成比例控制放大器和比例电磁铁有关性能的测试和对数据处理后求出相应的性能指标；利用比例控制器可调部分调整相应的参数，使比例控制放大器和比例电磁铁达到最佳匹配。经过大量的试验证明，该系统测试方法合理，所制订的试验规范以及测试指标有助于指导电液比例阀的设计和生产。     

伺服比例阀多物理场耦合仿真研究

伺服比例阀是一个涉及多学科领域的复杂物理系统,建立包含机械、电、磁、流场等模块在内的多物理场耦合模型对其进行仿真研究。基于对伺服比例阀结构和工作原理的分析,搭建阀芯位移闭环控制电路及阀芯动力学模型,建立伺服比例电磁铁有限元瞬态仿真模型、液动力瞬态流场降阶模型,并将各模块耦合完成伺服比例阀多物理场模型,实现动态特性仿真。为验证伺服比例阀多物理场耦合模型的准确性,对采用相同的测试条件及控制电路的伺服阀阀芯位移控制系统进行试验,通过输入不同的指令信号得到阀芯位移的阶跃响应曲线及电磁铁电流曲线。经对比,阶跃响应测试中阀芯位移仿真结果与试验曲线相比最大误差不超过15%,不同阶跃指令下仿真得到的电磁铁电流与试验电流曲线变化趋势相同,验证了模型的准确性,为后续伺服比例阀的研发及优化提供有效平台。     

比例阀线性双向电磁铁设计与试验研究

比例电磁铁是控制比例阀先导级阀芯动作的电磁驱动元件,其性能在很大程度上决定比例阀的整体性能。针对传统比例电磁铁线性度差、比例范围短、隔磁环安装困难等不足,设计一种新型结构的比例电磁铁,这种比例电磁铁采用永磁体与线圈产生的复合磁场力驱动衔铁运动,同时新型结构的比例电磁铁中取消传统比例电磁铁的隔磁环结构,降低加工难度并且具有较传统的比例电磁铁更好的性能。对设计的新型电磁铁进行数学建模和理论分析验证其理论的可行性,并且对同等尺寸的比例电磁铁进行仿真优化设计,获得尺寸条件限制下的性能最佳的比例电磁铁设计。在理论分析的基础上,通过对样机的电磁力测试获得的试验数据与理论分析数据一致,验证了这种新型结构的比例电磁铁的实用性。     

涡轮增压器用电液比例阀电磁铁的研究

依据涡轮增压器用电液比例阀对比例电磁铁提出的参数指标,进行了主要包括衔铁直径、线圈导线直径、线圈匝数和线圈宽度的初步设计计算,通过电磁吸力以及线圈温升的复算验证了初步设计参数的合理性;接着对比例电磁铁的其他结构参数进行了设计,其中复位弹簧设计是个关键;最后从理论上对比例电磁铁的位移一力特性以及电流一力特性进行了分析;为后续的整个电液比例阀的研制解打下了基础.     

一种2D电液比例阀的研究与设计

基于2D阀的基本工作原理—阀芯轴向运动对其旋转运动的跟随作用,同时采用节能的、小推力的比例电磁铁作为电-机械转化器,提出了一种2D电液比例阀的设计方案。设计了2D电液比例阀的结构和压扭联轴器,并对其建立数学模型和进行仿真分析。仿真结果表明,当系统压力为28 MPa时,2D电液比例阀的阶跃响应时间为21 ms,而-3 dB时对应的频宽为16.4 Hz。     

比例电磁铁特性测试系统研究

比例电磁铁的静、动态特性与电液比例阀的工作点匹配有着紧密联系,其动态响应性能在高精度、高频响的液压控制系统中更是至关重要。为获取完整的电磁铁性能指标,根据相关标准研制了比例电磁铁特性测试系统。采用滚珠丝杠和步进电机构成高精度进给平台,通过多功能数据采集卡完成数据采集和驱动控制,并基于LabVIEW开发环境下的生产者/消费者模式搭建测试系统的上位机软件,最终实现电磁铁静、动态特性的自动测试与分析。实验结果表明,该测试系统功能全面,测试结果准确,能为比例电磁铁的研究设计提供实验支撑。     

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。     

液压系统伺服比例阀数字控制技术研究

介绍了液压系统中伺服比例阀的功能及特性,对几种常用的比例阀数字控制芯片进行了分析和对比,采用了基于ARM内核LPC1112处理器和TLE7242控制芯片的硬件设计方案,进行了电路设计及驱动软件设计,完成对比例电磁铁的数字控制和精密控制,进一步提高了液压系统的智能化程度。     

三相智能电动调节阀控制装置的研究

目前现有的电动调节阀控制装置存在控制手段落后，机械传动机构多，结构复杂，可靠性差，不便和计算机联网等问题。本文提出一种新型电动调节阀控制装置的设计方案，该调节阀集常规仪表的检测、控制、执行和调节等作用于一身，具有智能化的控制、显示、诊断、保护和通讯功能的系统。现场运行情况表明，该电动调节阀具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点。     

重卡电动泵吸油阀的改进设计及仿真分析

目前重卡电动泵吸油阀大多采用结构简单的球阀结构,导致泵产生反冲流量过大和容积效率低的缺陷。为此,利用滑阀和锥阀的优点,提出了采用滑锥阀结构改进设计吸油阀的技术方案。通过建立吸油阀、电动泵及其液压举升系统的AMESim仿真模型,在吸油阀流量特性、泵的出口压力和液压缸举升速度方面进行了动态性能仿真,并与球阀结构的电动泵进行了比较分析。结果表明:该技术方案有效且可行,能有效降低泵的反冲流量和提高泵的容积效率,可为高性能重卡电动泵的研制提供理论参考。     

电驱高压气动减压阀动态特性仿真研究

设计了一种电驱高压气动减压阀,采用直流电机驱动活塞直动式减压阀,通过调节直流电机的转动角度来控制减压阀的出口压力。减压阀的调压性能受到直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积的影响。为此,建立电驱高压气动减压阀的数学模型,基于MATLAB/Simulink搭建电驱高压气动减压阀的仿真模型,分析直流电机控制电压、调压弹簧刚度以及活塞作用面积对其出口压力的影响,得出电驱高压气动减压阀合理的设计参数,最后对其进行阶跃响应与正弦响应仿真分析。结果表明,电驱高压气动减压阀具有良好的调压精度和动态特性,对同类型气动减压阀的结构设计和优化以及控制特性的改善具有一定的指导意义。     

某型压水堆RHRS电动闸阀常见故障解决措施

某型船用压水动力堆余热排出系统（危冷系统）电动闸阀存在卡阀和内漏的常见故障,分析设计和使用不当造成的原因,并提出在余热排出系统的二次侧加装电动调节阀的改进方案。该方案解决了电动闸阀故障,同时也改进了降温速率的估算方法,使其运行操作更加简单容易。     

飞机地面油泵车液压系统改进

该文在对飞机地面油泵车设计要求进行总结,基本回路进行分析的基础上,创新地采用了通用多路阀,并配以专用控制阀和简单电子控制系统,设计了单系统双输出液压系统,为今后飞机地面油泵车液压系统开发提供了很好的参考。     

混联式混合动力汽车整车控制器硬件系统设计

介绍了电源管理、CAN通信、信号处理及电磁阀驱动等硬件电路的设计方法,并针对某款混联式混合动力汽车,设计了混合动力汽车整车控制器(HCU)的硬件系统。硬件在环仿真结果表明,HCU硬件系统响应速度快、实时性强,能够准确、有效地控制发动机和电机等对象,实现能量管理和动力分配,完成各控制器之间的通讯,满足混合动力汽车整车控制系统的设计要求。     

压电陶瓷阀特性的研究

本文设计出以压电陶瓷作为驱动元件的开关阀，并对其响应特性进行了分析，实验证明了理论分析的正确性。文中指出该开关阀可替代电磁阀应用于电控燃油喷射系统，以实现定时、精确喷射燃油。     

数字式阀门电动装置力矩辨识研究

提出一种新型阀门电动装置力矩辨识方法。从异步电动机的数学模型入手,推导了静止两相直角坐标系下力矩与电压、电流关系表达式,进而实现了只须检测电动机的电压和电流即可辨识出阀门电动装置的瞬时力矩,而无须安装机械检测装置。仿真和实验结果证明了该方法的正确性和实用性,其精度完全能够满足工业生产的需要。该项研究为智能型阀门电动装置转矩机构设计提供了理论依据。     

组合机床液压与电气系统的整体优化设计

介绍组合机床液压系统与PLC控制系统的整体优化设计。液压系统选用中位机能为K型的三位五通电磁换向阀作为主换向阀，将主换向阀和二位二通电磁换向阀并联，然后连接液压缸，构成局部液阻最小及管路最短的差动快进回路。PLC控制系统的步进电路为逐步得电同步失电的结构，输出电路由得电信号和失电信号相“与”构成，这样的PLC控制系统梯形图最简单。     

阀门电动装置的发展趋势

阀门电动装置经过多年的发展，已经成为集机械和电子为一体化的高科技产品。现场总线控制技术和变频调速电机的应用将成为阀门电动装置的设计增加更多的选择。未来的阀门电动装置将更加适合现代工业的过程控制。