双稳态电磁阀控制方式和动态性能的研究.pdf

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1、第8期机械设计与制造2014年8月MachineryDesign&Manufacture143双稳态电磁阀控制方式和动态性能的研究尹永利，孙鹏，李书灵，王隆基(中国航天员科研训练中心九室，北京100094)摘要：航天器中大量采用了自动化程度较高的双稳态电磁阀，其控制方式和动态性能是设计中的重要环节。根据双稳态电磁阀的工作特点。建立电、磁、机系统的机电模型，并对等效电路模型进行了改进。根据多场耦合的特点，考虑到磁性材料的非线性特性及磁路的漏磁效应，选择有限元法进行仿真计算，并建立了电磁阀的二维有限元模型。电磁阀动态仿真计算数据与试验结果

2、相一致，达到了定量判定出电磁阀所受电磁力大小以及开关放电电流的特征曲线的目的。多耦合场条件下运用有限元法对控制方式进行优化可以提高设计工作的费效比，且能够达到较高的精度，是进行电磁阀优化设计的有效方法。关键词：双稳态电磁阀；机电模型；有限元；动态仿真中图分类号：THI6；TM303．1文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)08—0143—05StudyonControlMethodandDynamicPerformanceoftheBistableSolenoidValveYINYong-li，SUNPeng，LISh

3、u—ling，WANGLong-ji’(ChinaAstronautResearchandTrainingCenterNineResearchLaboratory，Beijing100094，China)Abstract：Thespacecraftbt~esbistablesolenoidvalvewithahigherdegreeofautomation，andcontrolmethodanddynamicpe~rmancewas吼imponantlinkinthedesignofbistablesolenoidvalve．Acco

4、rdingtotheworkingcharacteristicsofthesolenoidvalve，establishedtheelectromechanicalmodeloftheelectric，magnetic，machinesystem，andimprovedtheequivalentcircuitmodel，describedtheworkingprincipleprocessandenergyconversionofthesolenoidvalveinmoreaccur~e．Accordingtothecharacter

5、isticsofmultifieldcoupling，consideredthenonlinearpropertiesofmagneticmaterialsandleakagec￡ofmagneticcircuit，choosingfiniteelementmethodforthesimulationcalculation，andatwo--dimensionalfiniteelementmodelWasestablished．Thedynamicsimulationdatawas~onsistentwiththeexperiment

6、alresultsofsolenoidvalve，achievedthepurposeofquantitativelyanalyzingtheelectromagneticforcesize，andgotcharacteristiccurveoftheswitchdischargecurrenLUsingfiniteelementmethodtooptimizecontrolmethodcouldimprovethecostctivenessinmultifieldcouplingconditions，andcouldachieveh

7、ighprecision，SOitWasanefectivemethodfordesigningoptimizationofsolenoidvalve．KeyWords：BistableSolenoidValve；ElectromechanicalModel；FjniteElement；DynamicSimulation1引言一端控制衔铁运动，另一端为复位弹簧，其优点是结构简单，易于控制，产品成熟度较高；缺点是当需要阀门保持某一状态时，励磁电磁阀作为航天器环控生保系统中控制泄复压、工作介质线圈要持续通电，在对能耗有着严格要求的航天领域

8、来说，这显流动的主要执行部件，其电性能直接影响整个系统的工作效率和然是不能接受的。为了满足航天器对电磁阀低能耗、高可靠性、无使用寿命。如何能精确地来控制电磁阀的开闭，直接影响着整个电自保持的要求，双稳态电磁阀已广泛应用于