高频响阀用比例电磁铁仿真优化及制作
高频响比例阀工作原理
高频响比例阀工作原理以高频响比例阀工作原理为标题,本文将详细介绍高频响比例阀的工作原理及其相关知识。
一、引言高频响比例阀是一种电子控制阀门,常用于液压系统中,用于控制液压流量和压力。
它通过改变阀芯的开度来调节流量和压力,从而实现对液压系统的精确控制。
本文将从阀芯结构、工作原理和应用领域三个方面来介绍高频响比例阀的工作原理。
二、阀芯结构高频响比例阀的阀芯结构通常由电磁铁、钢珠和弹簧组成。
电磁铁通过控制电流的通断来控制阀芯的位置,钢珠则通过受到电磁铁的吸引力而移动,从而改变阀芯的开度。
弹簧则起到恢复阀芯位置的作用,当电磁铁不通电时,弹簧会将阀芯推回到初始位置。
三、工作原理高频响比例阀的工作原理主要是基于磁性材料的磁场特性和电磁铁的工作原理。
当电磁铁通电时,会产生一个磁场,这个磁场会使钢珠受到吸引力而移动,进而改变阀芯的位置。
当电磁铁不通电时,磁场消失,钢珠受到弹簧的作用力而回到初始位置,阀芯也随之恢复到初始位置。
四、应用领域高频响比例阀广泛应用于液压系统中,特别是需要精确控制流量和压力的系统。
例如,工业机械、航空航天、汽车等领域中的液压系统都需要高频响比例阀来实现精确控制。
在工业机械中,高频响比例阀可以用于控制液压缸的运动速度和力度;在航空航天领域,高频响比例阀可用于控制飞机的起落架和液压缸的运动;在汽车领域,高频响比例阀可以用于控制汽车制动系统和悬挂系统的液压压力。
五、总结高频响比例阀是一种电子控制阀门,通过改变阀芯的位置来调节流量和压力,从而实现对液压系统的精确控制。
其工作原理是基于磁性材料的磁场特性和电磁铁的工作原理。
高频响比例阀广泛应用于液压系统中,特别是需要精确控制流量和压力的系统。
通过对高频响比例阀的工作原理的了解,可以更好地应用于实际工程中,提高液压系统的控制精度和效率。
电磁阀动态响应特性的有限元仿真与优化设计_张榛 - 副本
第34卷 第5期2008年10月空间控制技术与应用A e r o s p a c e C o n t r o l a n d A p p l i c a t i o n收稿日期:2008-05-20作者简介:张榛(1983-),男,湖南人,助理工程师,研究方向为推进技术(e -m a i l :3203z h e n @163.c o m )。
电磁阀动态响应特性的有限元仿真与优化设计张 榛(北京控制工程研究所,北京100190)摘 要:利用有限元分析软件M a x w e l l 2D /3D 计算电磁阀的动态响应特性,仿真出其工作电流曲线和磁化曲线,并进行变参数化设计,由此可实现对电磁阀设计方案的评估和优化。
通过对比仿真结果和产品实测数据,证明了这种有限元设计方法行之有效。
关键词:电磁阀;有限元分析;优化设计;动态响应中图分类号:V 229 文献标识码:A 文章编号:1674-1579(2008)05-0053-04F E AS i m u l a t i o n o f D y n a m i c R e s p o n s eo f S o l e n o i d V a l v e a n d I t sO p t i m a l D e s i g nZ H A N GZ h e n(B e i j i n g I n s t i t u t e o f C o n t r o l E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g 100190,C h i n a )A b s t r a c t :A m e t h o du s i n gf i n i t ee l e m e n t a n a l y s i si n M a x w e l l 2D /3Di s o f g r e a t b e n e f i t t o o p t i m a l d e s i g no f s o l e n o i d v a l v e a n d e v a l u a t i o n o f s c h e m e .T h e w o r k i n g c u r r e n t c u r v e s a n d m a g n e t i z a t i o n c u r v e s a r e o b t a i n e d i nt h i s w a y .B yc o m p a r i s o nb e t w e e nt h et e s t d a t aa n d s i m u l a t i o n r e s u l t s ,t h e a n a l y s i s m e t h o d i s p r o v e d t o b e e f f e c t i v e .K e y w o r d s :s o l e n o i d v a l v e ;f i n i t e e l e m e n ta n a l y s i s (F E A );o p t i m a l d e s i g n ;d y n a m i c r e s p o n s e1 引 言电磁阀作为航天器推进系统中控制气体和液体介质流动的主要执行部件,其电性能直接影响航天器的工作效率和使用寿命。
提高高频响比例电磁铁频宽的仿真与实验分析
比例电磁铁作为 比例阎的电 一 机械转换器件 .其 频宽对提高 比例阀的响应速度有重要影响 。作者探讨 影响 比例电磁铁频宽 的因素及对其 频宽 的影 响机理 , 以获得提高 比例阀频宽 的有效方法 。
由图 1可知 ,这类 比例电磁铁是 一个位置反馈 系 统 ,要 与配套 的比例放大器一起使用 。通过位移传感
21 0 0年 1 月 1
机床NE T IS
NO .2 0 V 01
第3 8卷 第 2 期 l
Vo. 8 No 2 13 . 1
D :1 .9 9 jis. 0 1—3 8 . 0 0 2 . 1 OI 0 3 6 /.sn 1 0 8 1 2 1 . 10 4
大输 出力 8 0N,电磁 铁线 圈电阻 2 4Q,电磁铁有效 . 工作行程 ±15m . m,带 有位 移检 测 装置 。这 种 电磁 铁 的结构简 图及检测装置如图 l 所示 。
比 例 放 大 器
节型 比例 电磁铁可用于控制精度要求 较高的各类 比例
阀上 。
1 2 高频 响 比例 电磁 铁 数 学模 型 .
为 了能够利用 M T A 6 5软件进 行仿 真 ,采 用 A L B.
线性化方法建立 比例电磁铁 的数学模 型。比例 电磁铁 各环节的微分方程与传 递函数 分别 如下 :
包含 比例放 大器在 内的比例 电磁铁线圈上的电压
Wu a u e 4 0 8 ,C ia h nH b i 3 0 h ) l n
Ab t a t T e mah mai a mo e o e h g e p n e p o o t n ls ln i s e tb ih d,t e e p r n a n i l t n sr c : h t e t l d l ft ih rs o s r p r o a oe od wa sa l e c h i s h x ei me tla d smu ai o rs l h w ta h e a tro mi n h a d i t ft e hg e p n ep o ot n l oe od i t e c i i d ca c .T r u h t e e ut s o h tte k yf co fl t gt e b n w dh o ih r s o s r p r o a s l n i s h ol n u tn e h o g h s i i h i u e o u r n e d a k a d P o e tl k i h mp i e ,t e efc fte c i i d ca c s o e c me,te e y r iig t e p o o - s fc re t e b c n D c r c i n te a l r h f t ol n u t n e i v r o f n i f e o h h r b asn h r p r t n ls ln i a d d h i a oe o d b n wit . o Ke wo d :Hih rs o s r p r o a o e od;I d ca c y rs g e p n ep o o t n l ln i i s n u t n e;B n w dh a d i t
比例阀名词的标准化解读
比例阀名词的标准化解读林广【摘要】根据国家标准的规范要求,正确理解应用有关比例阀名词术语非常重要,目前流行的许多不同名词不符合标准名词且产生应用混乱.介绍比例阀等正确名词术语及特点,介绍产品试验方法标准的名词,以及流行的典型名词,对通过产品分类对标准化名词进行正确应用.【期刊名称】《流体传动与控制》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】比例阀;比例控制阀;伺服阀;连续控制阀;电调制液压控制阀【作者】林广【作者单位】海门市油威力液压工业有限责任公司江苏海门 226199【正文语种】中文【中图分类】TH137在工业液压领域中,随着电液比例控制技术的发展,比例阀产品的种类和性能在发展变化着,高响应比例阀已接近伺服阀性能,相应的不同性能的比例阀的名词和分类也有许多变化,这导致了比例阀产品市场上的名词分类及解释各不相同,产生了应用混淆,已影响对比例阀名词的规范。
近些年来,IOS标准及国家标准已颁布一系列标准涉及有关比例阀名词,这些标准名词与市场流行的习惯有所不同,因此,需根据国家标准或国际标准名词术语进行规范,正确认识理解这些比例阀名词及含义。
在国际标准ISO 5598:2008或国家标准GB/T 17446-2012《流体传动系统及元件词汇》(以下简称新标准《词汇》)中,对与比例阀有关的有多个名词定义:比例阀proportional valve——其输出量与控制输入量成比例的阀。
比例控制阀proportional control valve——一种电调制的连续控制阀,其死区大于或等于阀芯行程的3%。
伺服阀servo-valve——一种电调制的连续控制阀,其死区小于阀芯行程的3%。
连续控制阀continuous control valve——响应连续的输入信号以连续方式控制系统能量流的阀。
注:连续控制阀含义包括所有类型的伺服阀和比例控制阀。
通过上述这些定义可知,“比例阀”一词是泛指各种驱动形式(电、液、机及气等驱动形式)的,输出量与控制输入量成比例的液压阀类。
小型高温燃气电磁阀电磁推力的设计及仿真
小型高温燃气电磁阀电磁推力的设计及仿真小型高温燃气电磁阀电磁推力的设计及仿真随着科技的不断发展,电磁阀已经成为了控制流体的重要装置。
在工业领域中,燃气电磁阀是一种常见的电磁阀类别,其用途广泛,能够实现控制燃气的流通和控制电磁推力的大小等功能。
本文将介绍一种小型高温燃气电磁阀电磁推力的设计及仿真。
一、设计思路在设计小型高温燃气电磁阀的时候,最为重要的就是控制其电磁推力的大小。
通常情况下,电磁推力可以通过控制电磁铁的电流来实现,因此在设计中需要考虑电磁铁的参数和控制电路的设计。
下面介绍一下设计思路:(1)电磁铁参数的确定电磁铁是电磁阀中的关键部件,其工作效果与参数的匹配程度密切相关。
因此,在设计中需要确定电磁铁的核心直径、线圈匝数和导磁系数等参数。
其中,电磁铁的核心直径需要根据具体的使用需求确定,一般情况下,直径越大,电磁铁的电磁推力就越大。
线圈的匝数则需要根据电磁铁的结构设计和磁路特性来确定,同时,为了获得更好的工作效果,线圈匝数要尽可能多,但不宜过多,否则会浪费电能。
最后,导磁系数需要根据材料特性和导磁路径的设计来确定,一般来说,导磁系数越大,电磁推力就越高。
(2)控制电路的设计控制电路是控制电磁铁的电流和电磁推力的关键,因此,在设计时需要设计一套适合的控制电路。
通常情况下,电磁阀的控制电路分为供电电路和控制电路两部分。
供电电路主要负责为电磁铁提供电能,而控制电路则通过控制电磁铁线圈的电流大小来实现控制电磁推力的目的。
在控制电路的设计中,需要考虑控制电源的稳定性和适应性等因素,同时也需要根据电磁阀的特性和工作需求来确定控制电路的具体参数。
二、仿真结果为了验证设计的有效性,本文进行了仿真实验,并得出如下结果。
在仿真中,我们调整电磁铁的线圈匝数和核心直径等参数,同时根据燃气电磁阀的特性和工作需求确定控制电路的参数,最终得到了一套合理的电磁阀系统。
仿真结果表明,所设计的电磁阀具有较高的电磁推力、稳定的控制电路和较低的电能消耗等特点,能够满足燃气控制的需求。
采用音圈驱动技术VCD的高频响比例阀
音 圈驱 动 技术 VC D 的应用 . 成 功地 解 决 了传统 比
例 阀和伺 服 阀的上 述 弱 点 . 音频 驱 动 技 术 V C D 比例 阀 与 传 统 比例 阀 相 比 , 无论是动作类型 , 动 态 响应 , 还 是 技 术性 能 都发 生 了根 本 性 的改 变 。音 圈驱 动技 术 V C D
而传 统 结 构 的 比例 阀 当 阀 口 的开度 及 压 降达 到 一 定值 时。 随着 阀 口的压降增 加 , 流过 阀 口的流量 相应 增 加 , 与
比例 电磁铁 的电磁力 作用 相反 的液动 力也 相应 增 加 . 此 时. 液 动力 的影 响将 超 过 电 磁力 . 从而造成阀 E l 的开 度
Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s& S e a l s , NO . O 9 . 2 0 1 3
采用音 圈驱动技 术 V C D的高频 响 比例 阀
周 惜 诵
( 派克 汉 尼汾 流体 传 动产 品 ( 上海 ) 有 限公 司 , 上海
摘
2 0 1 2 0 6 )
Ke y wo r d s :v o i c e c o i l d i r v e; h i g h d y n a mi c a n d f r e q u e n c y r e s p o n s e ;p r o p o r t i o n a l v lv a e
O 引 言
导阀 D F p l u s阀 芯 的 L VD T配合 通 过 自带 功 率 放 大器 来进 行 阀芯 位置 反 馈 和 阀芯 位移 的闭环 控 制 额 定 流 量从 1 2 0 ( N G1 0 ) ~ 1 0 0 0 L / m i n ( 单边 压 降 △ p = 5 b a r ) 。
比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究
图 8 隔磁角对输出特性的影响曲线 F ig. 8 Influence of the tap er angle on
ou tp u t cha racteristics
第 2 期
李其朋 等: 比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究
度、径向间隙、隔磁角、隔磁曲线以及导套厚度等主要结构参数进行了仿真分析。
关键词: 比例电磁铁 行程力特性 结构参数 有限元仿真
中图分类号: TM 574; TH 137152
文献标识码: A
S im ula tion and Exper im en ta l Study on Force- stroke Character istics of Proportiona l Soleno id
量磁位函数给出, 有以下形式
标量磁位 # 1: A = A 0
(2)
第二类边界条件为: 满足物理量 u 在边界 # 上
的法向导数
5 5
u n
=
f
2 (x , y )
对于平面稳定电磁位 #
2:
5A 5n
=
-
Bn
Λ
(3)
式中 B n ——磁通密度矢量的法向分量
收稿日期: 2003 04 14 李其朋 浙江大学流体传动与控制国家重点实验室 博士生, 310027 杭州市 丁 凡 浙江大学流体传动与控制国家重点实验室 教授
第 2 期
李其朋 等: 比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究
105
图 1 比例电磁铁结构图 F ig. 1 Schem a tic of the p ropo rtiona l so leno id 1. 推杆 2. 极靴 3. 线圈 4. 隔磁环 5. 导套 6. 衔铁 7. 壳体
压电比例阀仿真与优化
常用 的压 电驱动 器有 压 电叠堆 和双 晶片两 种结 构 形式 , 前 者结构 尺寸 大 、 驱 动 电压 高 , 可 获得 的驱 动 位
1 . 2 压 电双 晶 片 性 能 测 试
移小 、 驱动 力 大 ; 后者相反 , 结 构 紧凑 、 驱 动 电压 低 , 虽
9 2
液 压 与 气动
2 0 1 3年 第 3期
压 电 比例 阀 仿 真 与 优 化
刘 媛 , 游 有 鹏 , 姚 恩 涛
Op t i mi z a t i o n a n d S i mu l a t i o n o f P i e z o e l e c t r i c P r o p o r t i o n a l Va l v e s
]压电陶瓷片
— ’
1 弹 性 电极
图 1 外 加 电 压 时 双 晶 理 是 , 当给压 电双 晶片施 加 电场 时 , 极化 方 向与 电场 方 向相 同一侧 的压 电薄 片会在 长度 方 向收
缩, 而 极化方 向与 电场方 向相 反 一侧 的压 电薄 片 会 在
长度方 向伸 长 , 从 而导 致压 电双 晶片 向一边 弯 曲 ; 当施 加相 反 的电场 时 , 压 电双 晶片则 向相 反方 向弯 曲 。 压 电双 晶片 以悬 臂 梁 形 式 被 夹 持 , 如 图 1所 示 。 设组 成双 晶片 的两 片完全 相 同 , 每 片长为 f 、 宽 为 、 厚 度为 t , 并 假定 z , f t , 外加 直流 电压 为 , 压 电 层 的压 电常数 为 d 产 生 的位 移 为 6 。 则 对 于 = f 的 自由端处 挠度 位移 6为 :
高频响比例电磁铁与比例电磁铁
高频响比例电磁铁与比例电磁铁随着科技的不断进步,电磁铁在现代工业生产中扮演着非常重要的角色。
在电磁控制系统中,高频响比例电磁铁和比例电磁铁是两种常见的类型。
它们各自具有不同的特点和应用场景,本文将从结构、工作原理和应用领域等方面对这两种电磁铁进行详细的介绍。
一、高频响比例电磁铁1. 高频响比例电磁铁的结构高频响比例电磁铁通常由电磁铁线圈、铁芯和外壳组成。
电磁铁线圈是由绝缘导线绕成的,其表面覆有绝缘层以防止导线间短路。
铁芯是电磁铁的主要磁路部件,它能够增强磁场的强度和方向。
外壳则用于固定电磁铁的各个部件,起到保护和散热的作用。
2. 高频响比例电磁铁的工作原理当高频电流通过电磁铁线圈时,会在铁芯中产生磁场。
这个磁场的强度和方向可以通过控制电流的频率和幅值来调节。
当电磁铁线圈中的电流突然中断时,铁芯中的磁场也会突然消失,这就会产生一个瞬时的感应电动势。
这种瞬时感应电动势会产生一个瞬时的磁场,从而在外部产生一个瞬时的磁力。
3. 高频响比例电磁铁的应用领域高频响比例电磁铁多用于高频电磁感应、电磁传感器和电磁阀等领域。
由于其响应速度快、动态响应范围广,因此在需要快速响应和精准控制的领域中得到广泛的应用。
二、比例电磁铁1. 比例电磁铁的结构比例电磁铁通常由电磁铁线圈、铁芯、阀芯和外壳组成。
电磁铁线圈和铁芯的结构和高频响比例电磁铁类似,不同的是比例电磁铁还配备了阀芯。
阀芯是比例电磁铁的核心部件,其结构复杂,内部精密的组件数量多,用于控制介质的流通。
2. 比例电磁铁的工作原理比例电磁铁通过控制电磁铁线圈的电流大小和方向,使阀芯能够实现连续的流量控制。
当电流改变时,阀芯的位置也会随之改变,从而改变介质的流通。
比例电磁铁能够根据输入的控制信号来调节介质的流量,实现精准的流量控制。
3. 比例电磁铁的应用领域比例电磁铁广泛应用于液压系统、气动系统和流体控制系统等领域。
由于其能够实现精准的流量控制,因此在需要精密控制流体介质的系统中得到了广泛的应用。
一种比例电磁铁动静态性能测试装置[发明专利]
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510054131.2(22)申请日 2015.01.30G01L 5/00(2006.01)G01B 21/02(2006.01)(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人石勇 宁一高(54)发明名称一种比例电磁铁动静态性能测试装置(57)摘要本发明提供的是一种比例电磁铁动静态性能测试装置,包括底板、安装在底板上的静态性能测试机构、安装在底板上的动态性能测试机构和安装在底板上的第一执行器支架和第二执行器支架,被测比例电磁铁安装在所述的第一执行器支架和第二执行器支架上,静态性能测试机构用来测试被测比例电磁铁的静态性能,动态性能测试机构用来测试被测比例电磁铁的动态性能。
本发明既可以测试比例电磁铁的静态性能,又可以测试比例电磁铁的动态性能,测试内容全面,结合工控机、多功能数据采集卡等设备可以极大的提高测试过程的精度、效率和自动化程度。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号CN 104677541 A (43)申请公布日2015.06.03C N 104677541A1.一种比例电磁铁动静态性能测试装置,包括底板、安装在底板上的静态性能测试机构、安装在底板上的动态性能测试机构和安装在底板上的第一执行器支架和第二执行器支架,被测比例电磁铁安装在所述的第一执行器支架和第二执行器支架上,其特征在于:所述静态性能测试机构包括安装在底板上的电动缸支架、安装在电动缸支架上的电动缸、拉压传感器和推杆,电动缸的输出轴和拉压传感器的两端均设置有螺纹孔,电动缸的输出轴和拉压传感器之间通过两端均设置螺纹的连接销连接在一起,推杆的一端设置有外螺纹并通过螺纹配合安装在拉压传感器的螺纹孔里,推杆的另一端沿着垂直于推杆轴线的方向设置一竖直孔,与静态性能测试机构对应的被测比例电磁铁安装在第一执行器支架上,被测比例电磁铁的输出端上固定安装有第一上加紧块和第一下加紧块,第一下加紧块左端设置第一圆柱凸台,所述第一圆柱凸台上分别设置有沿轴向的第一圆孔和垂直于轴向的第二圆孔,推杆的另一端安装在第一圆孔里,垂直于推杆轴线的方向设置的竖直孔与第二圆孔同轴线且竖直孔与第二圆孔中安装有销钉;所述动态性能测试机构包括安装在底板上的垫板、安装在垫板上的导轨、安装在导轨上的可移动的安装板和安装在可移动的安装板上的连接轴,连接轴的端部设置有外螺纹,与动态性能测试机构对应的被测比例电磁铁安装在第二执行器支架上,被测比例电磁铁的输出端上固定安装有第二上加紧块和第二下加紧块,第二下加紧块的左端设置有第二圆柱凸台,第二圆柱凸台上设置有外螺纹,连接轴与第二圆柱凸台通过具有内螺纹的螺套连接在一起。
高频响电液伺服阀与比例阀在机器人控制中的应用研究
高频响电液伺服阀与比例阀在机器人控制中的应用研究摘要:机器人技术在自动化领域中发挥着越来越重要的作用。
高频响电液伺服阀和比例阀是机器人控制中的关键元件,它们能够实现精确且快速的运动控制。
本文将研究并探讨高频响电液伺服阀与比例阀在机器人控制中的应用,包括其原理、优势以及在不同领域中的具体应用案例。
1. 引言随着科技的发展,机器人技术逐渐成为各个行业中提升生产效率和质量的重要工具。
机器人控制系统中的高频响电液伺服阀和比例阀起着重要作用,能够实现精确、高速的运动控制。
本文将对这两种元件的原理进行研究,并探讨它们在机器人控制中的应用案例。
2. 高频响电液伺服阀原理高频响电液伺服阀是一种通过电流信号控制液压流量的元件。
其原理是通过电压信号的输入,驱动电磁铁开关阀芯,从而控制液压流量的大小。
高频响电液伺服阀具有响应速度快、工作精度高等优点,在机器人控制中扮演重要角色。
3. 高频响电液伺服阀在机器人控制中的应用3.1 机械臂运动控制在机器人的机械臂运动控制中,精细的运动调节是十分关键的。
高频响电液伺服阀能够快速响应和实现高精度的控制,从而使机械臂的运动更加准确和稳定。
3.2 机器人协作在多台机器人协作的场景中,高频响电液伺服阀可以实现机器人之间的精确同步控制。
例如,当一个工作任务需要多台机器人同时进行配合时,高频响电液伺服阀能够确保多台机器人动作的一致性和准确性。
4. 比例阀原理比例阀是一种通过改变控制信号的电流或电压大小来调节阀口开度的元件。
其原理是根据输入信号的大小,改变阀芯的开度,从而控制流体的流量。
比例阀具有调节范围广、工作精度高的优点,在机器人控制中应用广泛。
5. 比例阀在机器人控制中的应用5.1 工作环境控制在一些特殊的工作环境中,机器人需要根据外界环境的变化来调节自身的动作。
比例阀可以根据传感器信号的变化,实时调节机器人的动作,从而适应不同的工作环境。
5.2 工装夹持力控制在某些工装夹持任务中,精确的夹持力是非常重要的。
电磁铁的制作与优化方法
电磁铁的制作与优化方法电磁铁是一种利用电流产生磁场的装置,常见于各种电器和工业设备中。
它的制作与优化方法对于提高电磁铁的性能至关重要。
本文将探讨电磁铁的制作与优化方法,希望能为读者提供一些有益的信息和思路。
首先,电磁铁的制作过程需要考虑材料的选择。
导体是电磁铁的关键组成部分,常用的导体材料包括铜、铝等。
铜具有良好的导电性和导热性,适合用于制作电磁铁。
在选择材料时,还需要考虑导体的尺寸和截面形状。
通常情况下,导体越粗,电磁铁的导电性能就越好,但相应的制作成本和重量也会增加。
因此,需要在设计中权衡这些因素,找到一个合适的平衡点。
其次,电磁铁的制作还需要考虑线圈的布置。
线圈是电磁铁的另一个重要组成部分,它产生磁场的效果与导体之间的电流密切相关。
一般来说,线圈越紧密,电流通过的环路越完整,磁场的强度就越大。
因此,在制作电磁铁时,需要根据具体需求来确定线圈的布置方式,确保电流可以有效地通过整个线圈。
此外,电磁铁的优化方法也涉及磁场的控制和调节。
磁场的强度和分布对于电磁铁的性能至关重要。
一种常见的优化方法是使用铁心来增强磁场。
铁是一种具有良好导磁性的材料,它可以有效地集中和增强磁场。
在制作电磁铁时,可以考虑在线圈的周围加上铁心,以增强磁场的强度和均匀性。
此外,电磁铁的制作还需要考虑电流和电压的控制。
电流和电压的大小直接影响到电磁铁产生的磁场的强度。
因此,需要在制作电磁铁时,根据具体需求选择合适的电流和电压。
同时,还需要考虑电源的稳定性和安全性,确保电磁铁正常工作并防止过载或损坏。
最后,电磁铁的制作与优化方法还需要考虑工艺和制作的精度。
制作电磁铁所需的工艺包括线圈的绕制、导体的连接、铁心的安装等。
在制作过程中,需要确保每个环节都能精确、可靠地完成,保证电磁铁的性能和使用寿命。
此外,还需要进行严格的测试和校准,确保电磁铁的正常工作和稳定性。
总结起来,电磁铁的制作与优化方法需要综合考虑导体材料、线圈布置、磁场控制、电流电压控制以及工艺精度等多个因素。
高压断路器电磁铁仿真设计及优化
Telecom Power Technology设计应用高压断路器电磁铁仿真设计及优化王亚辉,张全民,顾根泉(平高集团有限公司,河南 平顶山电磁铁是高压断路器操动机构中的重要元件之一。
电磁铁的动作特性对断路器的分闸时间、合闸时间的长短有重要影响。
电磁铁设计通过仿真优化可以大大缩短电磁铁部分的研制时间,从而缩短高压断路器研制周期,电磁铁;高压断路器;仿真设计Simulation Design and Optimization of Electromagnet for High Voltage Circuit BreakWANG Yahui ,ZHANG Quanmin ,GU GenquanPinggao Group Co.,Ltd.,Pingdingshan Electromagnet is one of the important components in the operating mechanism of high voltage circuit breaker. The action characteristic of electromagnet has an important influence on the opening time and closing time of circuit breaker. Electromagnet design is optimized by simulation ,the development time of the electromagnet part can be greatly so as to shorten the development cycle of high voltage circuit breaker and reduce the development cost.f d d d tL u i v δ=×× 电磁铁机械运动方程:d d d vF f mt δ−=d d t tx v t =∫电磁铁吸力计算:()62020d 1021x v t SF iN µδ−==××∫U 表示线圈两端电压(V );R 表示线圈电阻);L 表示线圈电感(T );d i /d t 表示电流对时间的变化率;i 表示线圈中电流(A );u f 表示线圈感应电动势(V );v 表示动铁芯运动速度(表示电磁铁吸力(N );f 表示电磁铁负载(表示动铁芯质量(kg );x 表示动铁芯运动位移线圈匝数(匝);μ0表示真空导磁A·cm )];S 表示动铁芯截面积(cm 2);气隙长度(cm )。
高频响电液伺服阀与比例阀在机床加工中的应用研究
高频响电液伺服阀与比例阀在机床加工中的应用研究摘要:随着机械加工技术的不断发展,高性能的伺服阀和比例阀在机床加工中起到了至关重要的作用。
本文通过研究高频响电液伺服阀与比例阀的原理及其在机床加工中的应用,探讨了它们如何提高机床的加工精度和效率。
通过实验验证了高频响电液伺服阀和比例阀在机床加工过程中的优势和局限性。
最后总结了未来研究的展望和发展方向。
1. 引言随着机床加工要求的不断提高,人们对加工精度和效率的需求也越来越高。
高频响电液伺服阀和比例阀作为机床控制系统的核心部件,其性能和稳定性对机床的加工精度和效率起着重要影响。
因此,研究高频响电液伺服阀和比例阀在机床加工中的应用具有重要意义。
2. 高频响电液伺服阀的原理与特点高频响电液伺服阀是一种新型的电液伺服阀。
其基本原理是通过电磁线圈产生的电磁力来控制液压流量,从而实现机床的精确定位和运动控制。
相比传统的液压伺服阀,高频响电液伺服阀具有响应速度快、频率响应宽、精确控制等特点。
3. 高频响电液伺服阀在机床加工中的应用高频响电液伺服阀在机床加工中的应用主要有以下几个方面:3.1 机床定位精度的提高高频响电液伺服阀在机床的定位控制中起到了关键作用。
其快速响应速度和精确的控制能力可以实现机床在各个轴向上的准确定位,从而提高加工质量和精度。
3.2 加工效率的提升高频响电液伺服阀的高频率响应特性可以有效地提高机床的加工效率。
它可以实现快速切削和高速运动,大幅缩短加工周期,提高生产效率。
4. 比例阀的原理与特点比例阀是一种基于电液比例调节原理的控制元件。
它是通过改变控制阀的阀口开度来调节液压流量或压力的,实现对机床加工过程的精确控制。
5. 比例阀在机床加工中的应用比例阀在机床加工中的应用广泛,主要作用如下:5.1 加工质量的提高比例阀可以精确控制液压系统的压力和流量,从而实现机床在加工过程中的精确控制。
它可以避免由于液压系统的压力和流量不稳定而产生的加工误差,从而提高加工质量。
【CN109977568A】一种基于正交试验和JMAG仿真的电磁铁优选设计方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910255228.8(22)申请日 2019.03.29(71)申请人 温州大学地址 325000 浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器(72)发明人 庞继红 赵华 罗中伦 王国强 龙江启 綦法群 李俊杰 (74)专利代理机构 温州金瓯专利事务所(普通合伙) 33237代理人 黄肇平(51)Int.Cl.G06F 17/50(2006.01)G01R 33/12(2006.01)(54)发明名称一种基于正交试验和JMAG仿真的电磁铁优选设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于正交试验和JMAG仿真的电磁铁优选设计方法,涉及电磁铁设计领域,其步骤包括:1、根据生产经验,初步选定对电磁铁吸引力有影响的正交试验影响因子;2、依据标准正交表设计方法,选择适合的正交表,将影响因子安排到所选正交表的各列中去,进行表头设计,并确定正交试验方案;3、根据以上正交试验设计,将正交试验方案导入JMAG仿真软件中;4、在正交表中添加JMAG仿真软件得出的电磁铁吸引力值;5、将步骤D中的数据导入Minitab软件中进行数据分析;6、综合实验结果,确定出电磁铁吸引力最大且符合实际生产的优选方案。
本发明具有高效、准确的优点。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 109977568 A 2019.07.05C N 109977568A权 利 要 求 书1/1页CN 109977568 A1.一种基于正交试验和JMAG仿真的电磁铁优选设计方法,其特征在于,其步骤包括:1、根据生产经验,初步选定对电磁铁吸引力有影响的正交试验影响因子,将各个影响因子分为不同等级的影响水平;2、依据标准正交表设计方法,选择适合的正交表,将影响因子安排到所选正交表的各列中去,进行表头设计,并确定正交试验方案;3、根据以上正交试验设计,将正交试验方案导入JMAG仿真软件中,得出各组仿真试验中电磁铁吸引力的结果数值表和各组位移与吸引力值关系的曲线图;4、在正交表中添加JMAG仿真软件得出的电磁铁吸引力值,求出影响因子的各水平的总和、均值和极差值;5、将步骤D中的数据导入Minitab软件中进行数据分析,得出各影响因子的重要度排序及各个影响因子水平的主效应图;6、综合实验结果,确定出电磁铁吸引力最大且符合实际生产的优选方案。
高频响电液伺服阀与比例阀在航空自动化系统中的应用研究
高频响电液伺服阀与比例阀在航空自动化系统中的应用研究航空自动化系统是现代航空领域中的重要组成部分,它在提高飞行安全、降低飞行员负担以及优化飞行性能等方面起着至关重要的作用。
在航空自动化系统中,高频响电液伺服阀和比例阀作为重要的控制元件,具有广泛的应用前景。
本文将对高频响电液伺服阀和比例阀在航空自动化系统中的应用研究进行探讨。
一、高频响电液伺服阀在航空自动化系统中的应用1. 高频响电液伺服阀原理简介高频响电液伺服阀是一种具有快速响应和高精度控制能力的液压控制元件。
它通过调整液压系统中的油压和油流来控制执行机构的运动。
高频响电液伺服阀采用先进的电液仿真技术,利用电脉冲控制的方式实现高频响的控制。
这种技术使得响应速度更快,控制精度更高。
2. 高频响电液伺服阀在航空自动化系统中的应用高频响电液伺服阀在航空自动化系统中可以应用于各种液压执行机构的控制,如飞机舵面操纵、起落架缩放、刹车等。
其快速响应和高精度控制能力可以大大提升飞机的操纵性能和安全性能。
舵面操纵控制是飞机飞行过程中的重要环节。
采用高频响电液伺服阀进行舵面操纵控制,可以实现快速准确的舵面响应,在飞行过程中确保飞机的稳定性和机动性。
起落架缩放是飞机起飞和降落过程中的关键操作。
采用高频响电液伺服阀进行起落架缩放控制,可以实现快速平稳的起落架收放动作,确保飞机在起飞和降落过程中的安全性。
刹车控制是飞机地面行驶和刹车过程中的重要环节。
采用高频响电液伺服阀进行刹车控制,可以实现快速准确的刹车响应,确保飞机在地面行驶和停止过程中的安全性。
二、比例阀在航空自动化系统中的应用1. 比例阀原理简介比例阀是一种根据输入信号的大小,按一定比例调整输出信号的阀门。
在航空自动化系统中,比例阀起着控制油压和油流的作用,用来控制液压执行机构的位置、速度和力等参数。
比例阀的输出信号可以由传感器、计算机或其他控制装置提供。
2. 比例阀在航空自动化系统中的应用比例阀在航空自动化系统中广泛应用于液压执行机构的位置、速度和力的控制。
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1 引言
线圈是电磁铁的能量转换元件之一,因其经常承受大电 流,强电压而出现烧毁、击穿甚至爆炸等严重后果[1]。其能 耗高,短时间内温升快,自感过大等缺陷成为困扰大家的难 题。因此如何在保证技术参数的前提下降低线圈能耗与自 感成为研究的热点问题之一[2] 。 -[4]
比例电磁铁线圈优化问题为多目标电磁场逆问题,国内 外有关电磁场逆问题的计算主要集中于二维稳态问题,且还
励磁线圈 是 比 例 电 磁 铁 重 要 的 元 件,为 绞 线 型 线 圈。 Ansoft Maxwell 软件里面的 stranded 绞线模型可以很好的弥 补绞线型线圈建模难度大,网格划分复杂,计算时间长等问 题。一定几何尺寸的线圈,选择的绕线直径不同其安匝数随 之不同,电感与 能 耗 也 随 之 改 变。在 保 证 衔 铁 推 力 足 够 大, 水平段位移足够长的前提下,分别对多个优化参数进行仿真
ABSTRACT: The valve electromagnet used in industry generally has high energy consumption and low efficiency, which reduces the life of the electromagnet and raises the production cost. Taking 4WRPH6 high frequency proportional electromagnet as the research object,and combined with the theory of electromagnetic field finite element analysis,a three - dimensional accurate proportional finite element model of electromagnetic valve wass set up,the mesh generation was optimized,and the relationship between proportional electromagnet coil number of turns,inductance and output force as well as the magnetic leakage was discussed. And the optimal parameters were chosen from the simulation results. The optimized coil was replaced with the original coil,and the results were obtained by experiment. The results show that the diameter of the nominal diameter is 0. 62 mm,the maximum diameter of the enameled wire is 0. 67 mm,the number of turns is 388 turns,and the filling rate is 78. 68% . The coil optimization method has great practical significance. KEYWORDS: Proportional solenoid; Finite element analysis; Ampereturns; Inductance; Leakage cБайду номын сангаасefficient
基金项目: 湖北省自然科学基金创新群体重点项目( 2014CFA013) 收稿日期: 2017 - 12 - 05 修回日期: 2018 - 01 - 12
处于实验室开发阶段。尽管陆续提出了模拟退火算法、遗传 算法、神经网络等数值优化算法,但在处理电磁问题上仍然 存在收敛速度慢,对计算资源要求过高,容易陷入局部最优 解等缺陷。利用 有 限 元 法,建 立 比 例 电 磁 铁 三 维 模 型,通 过 仿真计算找出各变量之间的相互关系,从中找出满足最多条 件的最优解是线圈优化问题的一种快速有效的途径[5] -[6]。
第 36 卷 第 4 期 文章编号: 1006 - 9348( 2019) 04 - 0157 - 06
计算机仿真
2019 年 4 月
高频响阀用比例电磁铁仿真优化及制作
唐 康,许益民
( 武汉科技大学机械自动化学院,湖北 武汉 430081)
摘要:工业上使用的阀用电磁铁普遍存在能耗高,响应慢等缺点,降低了电磁铁的使用寿命,提高了生产成本。以 4WRPH6 高频响比例电磁铁为研究对象,结合电磁场有限元分析理论,准确地建立比例电磁铁三维有限元模型,优化网格划分,探讨 比例电磁铁线圈匝数、电感值、输出力以及磁漏之间的相互关系,并从仿真结果中选出最优参数。绕制优化后的线圈并替换 原有线圈,实验验证得出优化结果。研究结果表明,选择标称直径为 0. 62mm,漆包线最大外径为 0. 67mm 的铜线最佳,其匝 数为 388 匝,槽满率为 78. 68% 。上述线圈优化方法具有重大的工程实践意义。 关键词:比例电磁铁; 有限元分析; 安匝数; 电感; 漏磁系数 中图分类号:TM743 文章标识码: B
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分析,并从中找到满足约束条件的最优解是本文对线圈优化 的主要思路。
Simulation Optimization and Production of High - Frequency Valve with Proportional Solenoid
TANG Kang,XU Yi - min
( College of Manhinery and Automation,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430081,China)