基于电流反馈的高速开关阀3电压激励控制策略

为了提升高速开关阀（HSV）的动态性能,降低温升与能耗,提出基于电流反馈的高速开关阀3电压控制策略.回路中的电流能够反映高速开关阀的工作状态,通过外部的数字信号及回路中的电流反馈信号,实现3电压之间的自动切换,确保线圈中的电流始终处于能够维持高速开关阀快速启闭的最优化状态.通过理论分析验证了基于电流反馈的3电压控制策略,能够有效地提升高速开关阀的动态特性并降低温升和能耗.运用Ansoft和AMESim搭建高速开关阀的联合仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性,且与样本数据保持一致.结果表明,基于电流反馈的3电压控制策略将高速开关阀的开启时间减少了35.3%,关闭时间减少了25.0%,最大可控频率提高了146.7%,可控占空比范围扩大了54.0%,平均功率降低了70.4%.     

自适应供油压力变化的高速开关阀控制策略研究

针对球阀结构高速开关阀动态特性受供油压力影响大的问题,提出自适应供油压力变化的高速开关阀控制策略,通过计算不同供油压力下的高速开关阀临界启闭电流,结合电流反馈机制,实现多个激励电压源之间的自动切换,最大程度上维持了高速开关阀在变供油压力下的动态特性.理论分析验证了供油压力对高速开关阀的动态特性有较大影响.仿真和试验都达到了控制策略的预期效果,结果表明,与单电压驱动方法相比,自适应供油压力变化的高速开关阀控制策略在5～20 MPa的供油压力变化范围内,能有效减少高速开关阀总启闭时间56.9％～75.8％,扩大可控占空比范围45.9％～240.6％,提高最大工作频率161.0％～637.5％.在动态性能提升的同时,自适应供油压力变化的高速开关阀控制策略将启闭总时长的变化率控制在2.1％以内(变化范围0.2 ms),可控占空比范围的变化率稳定在2.1％以内,最大工作频率的差异系数保持在4.6％以内.     

多电压复合驱动的高速开关阀性能研究

高速开关阀是数字液压技术的核心元件.高速开关阀的动态特性是决定数字液压技术响应速度和控制精度的关键.提出多电压复合驱动策略,通过预加载方法优化了高速开关阀启闭初始电流,并结合电流反馈和数字逻辑触发机制,实现了 5个驱动电压的自适应切换,最大程度上确保了高速开关阀的快响应切换和低功耗驱动.理论分析探究了初始电流和驱动电压对高速开关阀动态特性的影响规律,并基于该规律得到了改善高速开关阀动态特性的方法.搭建了高速开关阀仿真模型,开展了动态性能试验,通过直接测试和间接测试两种方法对所提出的多电压复合驱动方法的有效性进行了验证.结果表明,相比较于双电压驱动方法,多电压复合驱动方法在不增大驱动电压的前提下,通过优化启闭初始电流,大幅提高了开关阀的响应速度,减少开启滞后时间66.7％、缩短关闭滞后时间87.5％,并能改善高速开关阀流量控制特性,将其流量线性范围扩大了 17.1％,同时还降低热功率损耗64.8％,减小工作钢球压迫受力,延长高速开关阀使用寿命.     

高速开关阀控制策略研究

流量和频响是衡量高速开关阀性能的两大重要指标,同时也是最大的内在矛盾。对于诸多成品高速开关阀而言,其流量特性已经在生产装配完成时基本确定,但是其频响特性却可以通过后续控制策略的优化来提升,从而在一定程度上缓解流量和频响这对内在矛盾。通过搭建高速电磁铁的仿真模型,并分析基于该高速电磁铁的高速开关阀在流量特性不变的情况下,不同控制策略对其动态特性的影响。通过仿真验证了三电压控制策略的优越性。     

电气石陶瓷催化过硫酸盐降解甲基橙的研究

为了适应绿色催化的客观要求，选择天然铁电气石、膨润土等制备了电气石质陶瓷，用来催化过硫酸盐以降解废水。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和比表面积测试（BET）等方法对制备的电气石陶瓷进行表征；以常用的甲基橙溶液为模拟废水，过硫酸钠为氧化剂，考察配方、烧成温度、烧成气氛等制备工艺对电气石质陶瓷活化过硫酸钠降解模拟废水能力的影响。结果表明，600℃烧成的铁电气石陶瓷，其活性优于480℃烧制；600℃还原焰烧制的电气石质陶瓷活性最优，且使用30次后60 min降解率未明显衰减。