基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真研究

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1、第37卷第5期火箭推进Vo1．37．No．52011年10月JOURNALOFROCKETPROPULSION0ct．2011基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真研究袁洪滨，张民庆，孙彦堂(1．西安航天动力研究所。西安710100；2．上海空间推进研究所，上海200233)摘要：介绍了直动式电磁阀的结构和工作原理，利用AMESim仿真软件，建立了基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真模型，并进行了仿真，研究了软磁材料、励磁电压、等参数对直动式电磁阀动态响应的影响。仿真分析与试验验证比较表明，该AMESim模型较为准确地描述了电磁阀的动态特性。关键词：电磁阀；响应特性；AMESim中图分类号：

2、V430—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2011)05—0030—07AMESim—basedsimulationanalysisofdynamiccharacteristicsofdirect·-actingsolenoidvalveYUANHong—bin，ZHANGMin—qing。，SUNYan—tang(1．Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China；2．ShanghaiInstituteofSpacePropulsion，Shanghai200233，China)Abstract：Themechanica

3、lstructureandworkingprincipleofadirect—actingsolenoidvalveareintroduced．TheAMESim—basedsimulationmodelofthedirect—actingsolenoidvalveisbuilt．Thein—fluencesofsoftmagneticmaterial，excitingvoltage，numberofwindingscircleonthedynamicre—sponsecharacteristicsofthesolenoidvalveareanalyzed．Thecomparisonbetwe

4、enthetestdataandsimulationanalyticresultsindicatesthevalidityoftheAMESimmode1．Keywords：solenoidvalve；responsecharacteristic；AMESim响。直动式电磁阀以其结构简单、成本低、响应0引言快、可靠性高等特点在航天、航空、石化等领域得到厂泛应用。液体火箭发动机的流体控制系统中大量使用国外通过采用新材料、新技术和优化结构设电磁阀作为开关执行元件，控制流体的开启和断计等手段，不断改进和提高直动式电磁阀的响应流，实现发动机多次重复启动和脉冲工作，对发性能，美国小型反推力控制系统上使用

5、的动机的开、关动态特性及脉冲特性有着重要的影SSPCT—VT推进剂直动螺管式电磁阀打开时间和收稿日期：2011-06—02：修回日期：2011-07—19基金项目：中航灭科技集团公司支撑项目作者简介：袁洪滨(197()一)，男，高级f程师，研究领域为液体火箭发动机阀门第37卷第5期袁洪滨，等：基于AMESim的直动式电磁阀动态仿真研究31关闭时间分别为12mS和7ms。美国R一6C推力其工作原理是：当线圈通电时线圈产生足够装置上电磁阀打开和关闭时问均不大于5ms。的电磁力克服弹簧和介质压力，驱动阀芯(衔Moog公司电磁阀工作压力3MPa，推力为445N，铁)运动，阀门打开，工作介质由阀门的人口

6、经响应时间不大于20IllS。日本为宇宙飞船推进系过阀芯(衔铁)上的流道，从下游流出；当线圈统研制的20N推力室阀，打开时间和关闭时间断电时，电磁力消失，阀芯(衔铁)在弹簧力和分别为10ms和2ms。介质压力作用下复位，回到关闭位置，形成密随着科学技术、仿真理论及计算机技术的发封，将介质流动截断。为了减小电磁阀的关闭时展，仿真技术不断提高，并促进了科学研究水平间，采用片弹簧和圆柱弹簧共同作用，提高阀芯的提高、缩短了研究周期、降低了科学研究成本的关闭响应速度。及风险、促进了各个不同领域的融合。AMESim(AdvancedModelingEnvironmentforPerforming2数学模型

7、SimulationsofEngineeringSystem)作为一种优秀的仿真软件，为流体、机械、控制、电磁等工程直动式电磁阀的响应时间受电、磁、机三项系统提供了一个较为完善的综合仿真环境。它是因素影响，动态过程遵循电压平衡方程．、麦克斯基于直观的图形化仿真环境，用于工程系统的建韦方程、达朗贝尔运动方程和热平衡方程。由于模、仿真和动态分析等。本文以某发动机上的直电磁阀动态过程历时极短，电磁系统又