新型阀用动圈式电机械转换器.pdf

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1、触持电棚2014年第42卷第4期新型阀用动圈式电机械转换器宋宗南，许一J、庆，高宇(太原理工大学，太原030024)摘要：为满足高响应、大流量伺服比例阀先导级的驱动要求，介绍了一种永磁体径向充磁的动圈式电机械转换器的结构方案，优化了磁路结构，对输出特性和磁场分布进行了分析。有限元软件分析表明，该动圈式电机械转换器具有双向驱动能力，输出力值大，波动性小，具有良好的线性度，可以满足高响应大流量伺服比例阀先导级驱动的要求。关键词：动圈式；电机械转换器；线性度；径向充磁中图分类号：TM359．9文献标志码：A文章编号：1004—7018(2014)04-0041-03

2、NewMovingCoilElectro-MechanicalTransformerUsedinServoProportionalValveSONGZOng—nan，XUXiao—qing，GaoYu(TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Inordertodevelopafastresponseelectro-mechanicaltransformerusedtodrivethepilotstageoflargeflowrateservoproportionalvalve，amo

3、vingcoilelectro-mechanicaltransformerwithradialmagnetizationpermanentmagnetwasadoptedtomeetthedemand．Thestructuraldesignwasoptimized，andthemagneticcircuitandtheoutputcharacteristicswerestudied．Thefiniteelementsoftwareresultsshowthatithastheadvantagesofhighoutputvalueandgoodstablilit

4、yandhighlinearity，andcanmeetthepilotdrivingrequirementoffastresponselargeflowrateservoproportionalvalve．Keywords：movingcoilstructure；electromechanicaltransformer；linearity；radialmagnetizationpermanentmagnet壳均采用导磁材料如电工纯铁；支架、限位块可采用0引言非磁性材料；工作线圈可采用铜漆包线；圆环形永磁电机械转换器作为电液开关阀、比例阀、伺服阀体可采用具有高

5、磁能积的钕铁硼作为永磁材料，径的驱动部件，其性能优劣对液压阀甚至液压控制系向充磁，四块圆环形永磁体轴向长度t相等。统有很大影响¨。目前，基于新材料的阀用电机械转换器在国内外取得了一定的进展J，但是由于输出位移小，造价高，适用面较窄，还没有广泛应用于工程技术领域中。基于电磁原理的动圈式电机械转换器一般采用永磁体轴向充磁的并联式结构，磁极不直接面对气隙，漏磁较大，且永磁体磁极并联安装困难，需要专卸宋，圭’乐用工具，增加了装配难度。电机械转换器采用永磁南，导磁体径向充磁的串联式结构，磁极可直接面对气隙，漏等磁小，磁极采用聚磁形态，磁通便于集中于气隙，有新利于提高电机

6、械转换器的输出值特性，且安装简型(a)电机械转换器二维结构示意图阀单，因此具有一定的应用优势和发展前景。用动本文提出永磁体径向充磁的动圈式电机械转换圈式器作为大流量伺服比例阀的先导级电机械转换器进电行研究和分析，并对其输出特性进行初步分析。机械转1结构与工作原理换(b)电机械转换器三维结构示意图!器电机械转换器的结构如1所示。导磁心、外图1电机械转换器结构电机械转换器线圈通电时，线圈在工作气隙磁收稿日期：2013—07—29基金项目：山西省自然科学基金项}j(2013011023—2)场中受到轴向洛伦兹力，线圈与支架组成的动子作41设计jli斤议持电棚2014

7、年第42卷第4期⋯⋯c，⋯一⋯⋯一⋯⋯一⋯⋯⋯⋯一一一⋯⋯。一⋯一～⋯‘⋯⋯⋯⋯一一⋯⋯⋯⋯一⋯⋯。一‘⋯⋯一一⋯⋯一一一为运动单元，其输出值与工作电流和气隙磁密相关。度。由式(6)可知，电机械转换器具有双向驱动能i该电机械转换器有如下特点：(1)在运动过程中，工力，可通过调节电流方向和强度，对其输出进行控作气隙形状和磁密大小不变，因此输出力波动性小；制。!力：的输出值；(3)可以将线圈设二计在永久冀磁铁内圈3设计原则，使运动部分质量下降；(4)根据实际需求，可增加或分析式(3)～式(6)可知，提高电机械转换器输：减少磁极与线圈组数。出特性可采用以下几种方法：

8、(1)增大工作电流2磁路分析由于导线绝