基于双角气隙的大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁研究

针对电液控制系统对电-机械转换器强电磁力和双向驱动性能的需求,提出一种大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁,通过引入径向工作气隙,形成双角气隙磁通,减小了磁路中的磁阻,解决了平面式盘式电磁铁随着工作气隙的增大,磁阻增大,电磁力迅速减小的缺点,实现了大推力特性。通过建立二维静态磁场仿真模型,分析其不同行程下的磁场分布情况,探讨主要结构参数对其静态特性的影响规律并进行双参数变量影响分析。试验结果与仿真结果基本吻合,结果表明在0.45 A(5.4 W)额定电流激励时凸缘式双向驱动盘式电磁铁在1 mm行程内电磁力均在58 N以上,与平面式双向驱动盘式电磁铁相比,电磁力明显提高。     

双向线性力马达力阶跃响应特性的研究

针对提出的一种电液伺服阀用耐高压双向线性力马达,建立了基于瞬态电磁场理论的数学模型,通过有限元仿真分析了其力阶跃响应特性,并结合实验研究,对电压源和电流源两种驱动方式下的阶跃响应特性及成因进行对比分析。实验与仿真结果趋势基本一致,表明在电压源驱动方式下,电流和力阶跃响应时间分别为86 ms和108 ms;而在电流源驱动方式下,响应时间明显减小,电流和力阶跃响应时间分别为17 ms和33 ms。     

基于瞬态电流的螺管式电磁铁闭合动作特性分析

针对一种新型螺管式电磁铁结构,建立其瞬态场数学模型。通过仿真分析线圈瞬态电流特性与衔铁闭合动作特性之间的规律,探讨了驱动电压、线圈绕组匝数和负载质量等主要参数对闭合动作特性的影响,并与试验结果进行对比验证,为通过电磁铁内在参数对电磁阀的位移检测、电磁阀及系统的故障诊断提供理论依据。研究结果表明,仿真结果与试验结果基本一致,证明建立的瞬态场数学模型是正确的;电流特性呈现先增大后减小再增大的变化过程,可以判断电磁铁闭合动作时间约20 ms(9 V)。     

大推程航天电连接器电磁分离机构的研究

提出一种基于整体式导磁套、梯形衔铁等结构的大推程电磁分离机构,其原理通过上述特征形成径向、环形侧向与轴向并存的磁通分布实现大行程范围内的水平推力特性。通过建立数学模型,仿真对比分析该电磁分离机构在不同行程下的磁通分布,探讨行程一力特性及其产生机理,并获得导磁套盆形凹槽角度、薄壁厚度和衔铁端面形状等结构参数对其特性的作用规律。实验结果与仿真结果基本吻合,表明该电磁分离机构原型样机0.8 A电流激励时15mm推程内的额定推力均在63N以上,满足大推程航天电连接器直接驱动的要求。