基于AMESim的电磁阀工作过程动态特性建模与仿真_陈亮

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1、2014年第3期导弹与航天运载技术No.32014总第332期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.332文章编号：1004-7182(2014)03-0049-06DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20140311基于AMESim的电磁阀工作过程动态特性建模与仿真陈亮，梁国柱（北京航空航天大学宇航学院，北京，100191）摘要：对增压系统管路中的电磁阀，建立了包含电磁力变化、阀芯机械运动和阀内气体流动等物理过程的数学模型，并在数学模型基础上利用AMESim软件建立了较为完整的仿真模型，得到了电

2、磁阀动态响应特性以及阀芯位移、电磁力和出入口压力等物理量的变化规律。结果表明电磁阀从断电到完全关闭所需时间（328.52ms）远大于从通电到完全开启所需时间（36.96ms）；主阀开启时阀芯运动过程持续时间（0.48ms）远小于关闭时阀芯运动过程持续时间（10.28ms）；主阀阀芯在开启和关闭时的运动过程中的位移变化规律接近线性。经分析发现影响电磁阀开闭过程的主要因素是电磁力和阀内压力的变化。关键词：增压系统；电磁阀；仿真；动态特性；AMESim中图分类号：V432文献标识码：AModelingandSimulationofSolenoid

3、ValveDynamicCharacteristicsBasedonAMESimChenLiang,LiangGuozhu(SchoolofAstronautics,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing,100191)Abstract:Amathematicalmodelisbuiltforsimulatingsolenoidvalvesinpressurizationsystem,depictingelectromagneticforcechange,valvespoo

4、lemovement,gasflowandotherphysicalprocessesinthevalve.AcomparativelycompletesimulationmodelisestablishedonthebaseofthemathematicalmodelusingAMESim.Dynamicresponsecharacteristicparametersandthechangingpatternofseveralphysicalvariablesincludingvalvespooldisplacement,electrom

5、agneticforce,inletandoutletpressureareobtainedfromthesimulation.Theresultsshowthattherequiredtime(328.52ms)ofclosingsolenoidvalveismuchlongerthantherequiredtime(36.96ms)ofopeningvalve,andthevalvespoolmovementprocessduration(0.48ms)whileopeningismuchshorterthanthemovementpr

6、ocessduration(10.28ms)whileclosing.Changeofvalvespooldisplacementisclosetolinear.Simulationresultsrevealthemainfactorsaffectingtheopeningandclosingprocessarethechangesofelectromagneticforceandpressure.KeyWords:Pressurizationsystem;Solenoidvalves;Simulation;Dynamiccharacter

7、istics;AMESim[3]0引言力和弹簧预紧力对电磁阀的影响；王扬彬等人使用电磁阀是运载火箭增压输送系统中的重要元件之Ansoft和AMESim对液压支架中的电磁阀的动态特性一，其动态特性对系统管路有重要影响。国内外对于进行了仿真分析，获得了开启过程中电磁阀阀芯位移、[4]电磁阀的动态特性已经有了较广泛的研究。Y.Kawase电磁力、电流的变化规律。这些研究多侧重于电磁阀和Y.Ohdachi使用有限元方法对电磁阀的电磁组件进的电磁部分，对电磁阀内部其他物理过程的研究则较行了仿真，根据电磁铁的磁场分布计算了不同条件下少。[1]电磁力随时

8、间的变化；戴佳等人利用Matlab/Simulink针对以往研究中的不足，本文以运载火箭增压输建立了用于液体火箭发动机增压输送系统的电磁阀的送系统中的电磁阀为对象，建立包括电磁力