电液复合调速器中比例电磁铁的多参数优化

比例电磁铁是柴油机电液复合调速系统的电磁驱动元件,其电磁力特性影响到整个调速系统的精确度与稳定性。首先利用Ansys Maxwell软件搭建比例电磁铁的仿真模型,并通过电磁阀测试平台验证模型的准确性。随后对电磁铁各结构尺寸进行参数化分析,得到影响比例电磁铁电磁力特性的关键参数组合。最后使用响应面法建立平均电磁力、电磁力均方差与上隔磁角、隔磁环位置、衔铁半径3个因素的二次回归模型,并结合遗传算法进行多目标优化。结果表明,相较于原方案,遗传算法优化得到的结构参数组合方案使比例电磁铁的电磁力特性得到明显改善,平均电磁力提高了8.56%,电磁力均方差下降了59.63%。

电磁脉冲强化中螺线管线圈缠绕的对比研究

为探索更好的螺线管线圈缠绕方式,从热力学、空间占有率和绕制角度考虑,分析得到矩形截面铜导线更适合绕制电磁脉冲螺线管线圈,运用有限元软件仿真模拟了5种缠绕形式的螺线管线圈在6 kV电压的电磁脉冲情况,对线圈及棒件受到的电磁力进行了对比分析。发现在单根导线中,平式缠绕导线的受力更小;在双根导线情况下,单层并联缠绕整体优于双层并联缠绕。在实验中采用棒件电磁脉冲表面强化技术,结果表明,在电磁力作用下导线的变形与电流热效应产生的温升是使螺线管线圈损坏的主要原因,双根导线单层并联缠绕的螺线管线圈性能更好且具有较长的使用寿命。电磁脉冲可以使钛棒的维氏硬度提升约15%,但过度加工会使硬度下降。

基于GA-BP神经网络的CDC减振器电磁阀优化研究

针对CDC减振器电磁阀研究中,只针对单一参数对电磁特性进行影响分析,且获得电磁阀最优结构参数组合速度较慢的不足,本文提出了基于GA-BP神经网络的电磁阀特性优化方法。首先,利用ANSYS Maxwell仿真分析,得到不同参数组合下的电磁力,然后训练样本集建立BP神经网络电磁力预测模型,再采用遗传算法优化,寻得最优的参数组合,建立GA-BP神经网络模型。结果表明,将GA-BP神经网络算法应用于电磁力的预测,能有效提高电磁阀的设计效率。

衔铁偏心对高速电磁阀全工况电磁力的影响

高速电磁阀(HSV)是电控燃油喷射系统的关键部件,其衔铁偏心作用是影响高速电磁阀静、动态特性的重要因素.为了揭示高速电磁阀衔铁偏心作用对其全工况电磁力的影响规律,结合试验和数值模拟方法,建立了高速电磁阀有限元仿真模型,并通过与试验电磁力对比验证了其精度,最大误差为4.8%;分析了衔铁中心偏移和偏转及其交互作用对高速电磁阀电磁力的影响.结果表明:随着衔铁中心偏移率增大,轴向电磁力逐渐变小,而径向电磁力逐渐增大,但总体对电磁力的影响不显著;随着衔铁中心偏转角增大,轴向电磁力近似呈线性下降,轴向电磁力最大降低率为59.5%,而径向电磁力虽然逐渐增大,但增幅不明显;衔铁中心偏移与绕偏移方向偏转交互作用对轴向电磁力的影响最显著,全工况下该交互因子与轴向电磁力的相关系数绝对值最小为0.471,最大为0.624.

基于FirmSys平台的优选模块故障分析与防护研究

针对核电站优选模块故障的根本原因,进行深入的理论与工程应用分析。基于电磁兼容(EMC)防护原理及要求,开展干扰源及关键特性识别技术研究。采用继电器隔离的方案防护电磁干扰。增加续流二极管方案防护反向电动势。经试验验证,继电器隔离方案可满足优选模块反馈通道的电磁干扰防护要求,而续流二极管方案可满足优选模块输出通道的反向电动势防护要求。该研究提升了安全级信号采集回路的抗电磁干扰能力、建立了基于EMC试验的强干扰测试技术方案,从而有效解决了在实验室内无法准确产生瞬态干扰的难题。

先导式比例电磁阀电磁力水平特性分析及优化

阻尼可调减振器作为悬架系统的核心部件,对汽车行驶平顺性至关重要,而先导式比例电磁阀作为减振器中的重要元件,对减振器性能起到关键作用。介绍了电磁阀的结构及工作原理,利用Maxwell 2D有限元仿真软件建立电磁铁仿真模型,对静态下的电磁力-位移水平特性进行仿真计算,并根据仿真结果对电磁铁隔磁环倾角、导套厚度、衔铁长度、衔铁宽度等结构参数进行调整分析,通过电磁力水平特性试验,验证仿真模型的准确性。引入正交实验法,对各参数进行协同优化,采用标准差这一指标衡量电磁力水平特性,优化后的产品电磁力标准差为0.635888,优化效果提升7.98%。为阀体的机-电-液-磁耦合仿真分析奠定了基础。

基于等效电流密度模型的多层有限长螺线管轴线磁场分析

为了解决短杆轴向霍尔磁场探头现场校准的难题,提出了采用便携式有限长螺线管作为标准磁场发生器的方法。建立圆柱坐标系下螺线管线圈模型,并提出等效电流密度(ECD)法,结合Biot-Savrt定理及磁场叠加原理,计算其轴线磁场强度,获得多层有限长螺线管轴线磁场的分布规律。同时,建立了多层有限长螺线管静磁场有限元模型,仿真计算获得给定激励电流条件下的空间磁场分布情况。根据理论分析结果,设计了中心磁场100 mT的螺线管试验样机,对ECD模型理论计算结果、仿真分析结果和样机测试数据进行对比。结果显示,在螺线管中心处,理论计算与仿真结果偏差在0.1%以内,试验测试结果与理论计算偏差在0.8%以内。分析结果验证了ECD法分析螺线管轴线磁场的有效性。该方法对于提高螺线管结构设计效率、优化设计参数等具有重要意义。

汽车连续阻尼控制减振器电磁阀建模与关键参数影响分析

获得汽车连续阻尼控制(CDC)减振器电磁阀关键参数对电磁力的影响规律,在ANSYS Maxwell环境下建立CDC减振器电磁阀二维仿真模型,并对工作气隙、材料属性、动铁芯半径等参数进行仿真分析,得到CDC减振器电磁阀电磁力随各参数变化的关系曲线,分析了不同结构参数变化对CDC减振器电磁阀电磁力的影响。结果表明:电磁铁材料属性、动铁芯半径对电磁阀的电磁力与位移关系曲线影响较为显著,可通过改变相关参数对电磁阀开展优化设计。

直流电磁阀电磁特性研究

以自主设计的高压、低功耗直流电磁阀为研究对象,采用ANSYS Maxwell软件进行有限元分析,研究了直流电磁阀运行工作气隙、线圈匝数、电流、材料等关键结构参数对直流电磁阀的磁力性能及动态响应特性的影响并进行详细分析和优化。采用AMESim仿真模型,实现了电磁、机械和液压系统之间的多物理量耦合。通过试验比对验证了模型的精确性和静动态特征,避免了采用磁路原理计算时存在的问题,提高了电磁阀设计的准确性和精度,可为后续的高压、低功耗直流电磁阀高精度控制系统设计提供参考。

电控增压泵高速电磁阀电磁力与能耗特性分析

为深入研究电控增压泵电磁阀电磁力与能耗特性,采用有限元分析方法建立了电控增压泵高速电磁阀的三维静磁场仿真模型,并用试验数据验证了模型的准确性;通过数值仿真分析开展了驱动电流和结构参数(线圈匝数、磁极半径、工作气隙)对电控增压泵电磁阀电磁力与能耗的特性研究,得出各参数对电磁阀电磁力与能耗间的权重影响及量化分析。结果表明:主副磁极半径对电磁力影响占比最大,为38.15%;驱动电流次之,占比为31.08%;线圈匝数对电磁力影响占比为17.06%;工作气隙对电磁力影响占比为13.71%。从能耗角度分析了电控增压泵电磁阀驱动电流、线圈匝数、主副磁极半径和工作气隙的占比,其中线圈匝数能耗占比最大,为54.85%;驱动电流次之,为44.99%;主副磁极半径和工作气隙能耗占比最小,仅有0.16%。

基于田口法的感应点火系统中线圈参数优化分析

针对如何提高感应点火能量无线传输效率,建立感应点火的数学模型和Maxwell同轴螺线管型线圈模型,通过分析初、次级线圈间无线电能传输效率关系,将对传输效率影响较大的参数作为田口法的控制因子,基于田口法建立直角表进行仿真分析,得出了各影响因子对传输效率的强弱关系,得出经过田口优化后的最优参数组合,并通过实验验证了仿真分析的正确性。研究结果表明:各影响因素对互感的影响程度先后顺序为次级半径、次级匝数、初级匝数、初级螺距、初级半径、次级螺距。对感应点火能量传输效率与可靠性的提升具有较高的理论参考价值。

燃油电磁阀电磁铁的环境温度影响特性仿真

为研究环境温度对燃油电磁阀电磁铁驱动性能的影响,基于电磁阀工作原理和执行机构作动特性等关系,建立了热环境下电磁阀的数学模型,通过温度与磁场特性分析确定了对温度最敏感的关键功能部件为电磁线圈。利用有限元软件Ansoft Maxwell对由线圈和衔铁构成的电-机械转换器进行了数值模拟,得到了不同环境温度下电磁铁磁感应强度分布及系统关键响应指标,研究了阀启闭过程的静态和动态特性。分析了在额定工作状态下环境温度对电磁铁磁场分布和响应特性的影响,获得了不同环境温度下的线圈电流、电磁力、衔铁速度及位移的变化和响应规律。结果表明:环境温度升高引起线圈材料电阻变大,进而导致线圈电流和电磁力减小,最终缩短了电磁阀启闭时间,也易导致在同样驱动电压下电磁阀无法开启。

铝合金管件电磁胀形中螺线管线圈的受力研究

针对管件电磁胀形中螺线管线圈的使用寿命短、易损坏的问题,运用ANSYS Maxwell对电磁胀形过程中螺线管线圈所受到轴向与径向电磁力进行有限元仿真。研究了螺线管线圈在高于被胀形管件的情况下,随着螺线管线圈内径的不同,其所受到的电磁力的大小与方向的变化情况。并通过有限元仿真与实验结果对比发现:在螺线管线圈高于管件的电磁胀形中,当螺线管线圈内半径r=11mm时其所受到的力主要来自于管件;当螺线管线圈内半径r=8.5mm时其所受到的力主要来自于自身产生的电磁力。同时螺线管线圈所受到的轴向力是导致其失效的主要原因。

涡流传感器在电子提花机工作状态检测中的应用

为保证电子提花机电磁阀组件在自动织造系统中的可靠动作,减少其对织物产生的轨迹误差,设计了一种对电磁阀组件工作状态检测的涡流阵列传感器。通过理论计算和组件结构确定检测线圈的相关参数,采用多路复用开关对阵列信号提取;在Ansoft Maxwell电磁场仿真中建立传感器检测模型,求解电磁阀组件在两个工作状态下的电感变化;考虑通丝张紧产生的微位移,仿真分析通丝位移1~10 mm的对传感器输出变化的影响,并进行实验验证仿真结果的正确性。结果表明,传感器产生的489 nH的电感变化可以反应出电磁阀组件的工作状态,验证了检测方法的正确性,且最大误差不超过2.559%,能为提花机控制系统提供可靠的反馈数据。

圆柱形推拉式电磁铁的电磁力数值算法

电磁力是推拉式电磁铁非常重要的参数,但由于磁场的非线性变化,解析计算困难。针对这一问题,利用柱状坐标系下的磁矢量势理论求解圆柱形推拉式电磁铁的电磁力。将整个螺线管磁场划分为多个子域并明确边界条件得到可求数值解的子域磁矢量方程组,再通过MATLAB软件编程实现磁矢量势、电感和电磁力等电磁特性数据的计算。对比有限元中铁芯磁导率分别为恒定值10 000和电工软铁的B-H曲线两种情况,说明了该数值算法的计算准确度及误差变化趋势,并分析了误差形成的原因。随着电流的加大铁芯会发生磁饱和,当磁饱和问题不严重时,数值算法的计算结果具有高准确度;随着电流的增加,铁芯发生磁饱和后误差迅速增加。实验中给圆柱形推拉式电磁铁施加不同大小的励磁电流,得到的输出推力结果与理论分析相符。

电控单体泵高速电磁阀电磁力关键影响因素

电控单体泵高速电磁阀电磁力决定了电磁阀的快速响应.利用Ansoft软件建立了高速电磁阀数值仿真模型,通过与试验数据对比得出电磁力最大偏差为9%,验证了仿真模型的准确性.应用仿真模型研究了铁芯、励磁线圈、衔铁、工作气隙和驱动电流等参数的变化对电磁力的影响,得出了励磁线圈匝数、工作气隙、驱动电流和衔铁厚度是电磁力的主要影响因素.应用试验设计的方法,进行了相关性分析,得出各种因素和电磁力之间的相关系数.结果表明,不但参数的单因素和电磁力有相关性,参数交互作用因素和电磁力也有相关性.

高速电磁阀电磁力全工况关键参数相关性分析

为揭示各参数对高速电磁阀电磁力影响机理及交互作用规律,更有效地进行高速电磁阀参数设计及匹配,首先建立了高速电磁阀有限元数值仿真模型,并通过试验进行了验证。然后结合试验设计与相关性分析思想,基于中心复合试验设计构造了相关性分析的样本点,并利用有限元数值仿真模型得出全工况平面内其响应值,进而获得了相关系数,揭示了全工况平面内电磁阀关键参数本身形成的6个一次因素及其交互作用形成的21个二次因素与电磁力的相关性变化规律。通过相关性分析得出对高速电磁阀电磁力影响显著的一次因素为线圈匝数和衔铁厚度;而二次因素对高速电磁阀电磁力的影响随各工况点的变化复杂,最后研究了线圈匝数与衔铁厚度、衔铁厚度与阻尼孔位置、阻尼孔位置与半径三组显著因素的交互作用原理,为高速电磁阀设计及其电磁力预测提供了理论指导。

高速电磁阀电磁力近似模型的构建与分析

为提高高速电磁阀动态响应速度,采用近似模型方法,以建立电磁阀多物理场零维近似耦合模型,实现其性能高效预测及优化。首先创建了柴油机电控单体泵高速电磁阀电磁力有限元计算模型,并通过与试验对比验证了模型的精度。结合面中心复合设计、嵌套中心复合设计、最优拉丁超立方设计与二次多项式响应面模型、Kriging模型、径向基函数模型,构建了18组电磁力近似模型。分析了不同样本点集大小、试验设计方法及近似方法对近似模型精度的影响。得出近似模型的精度随着样本点集的增大并非呈现单调递增的关系;而最优拉丁超立方试验设计与Kriging模型、径向基函数模型具有良好的适应性。构建高速电磁阀工作气隙、驱动电流、线圈匝数、副磁极半径、衔铁厚度、衔铁半径等关键参数的电磁力近似模型最佳方案是最优拉丁方试验设计与Kriging模型的组合,样本点集大小为二次多项式响应面模型所需最少样本点数的1.5倍,模型复相关系数、平均绝对误差、均方根误差值分别为0.97、0.06、0.09。该研究为高速电磁阀多物理场零维近似耦合模型的建立及其优化提供了参考。

JWF1381型条并卷机气动控制系统的维护措施

为了提高JWF1381型条并卷联合机运转的稳定性及可靠性,阐述通过注意其程序设计中的手动操作功能及缺陷、避免控制气缸气管接错、调节接近开关与感应片间隙、保证接近开关状态良好、排除电磁阀和电子比例阀故障等,解决自动落卷系统自动循环故障,以及通过更换圆盘气缸密封圈、调节气动调速节流阀解决气缸故障的措施;介绍对条并卷机的电磁离合器、牵伸加压部位、夹持检测机构进行改造的技术要点。指出:采用干式单片电磁离合器代替多片式电磁离合器,无残留扭矩,离合动作响应快,组装维护简便,散热性和稳定性好;在条并卷机前后牵伸装置的左边防护罩上各加装1个接近开关,可解决加压挂钩未挂上加压销轴也能开车和出现超重棉卷问题;将条并卷机筒管夹持检测机构的接近开关用易拉扎带绑在与升降臂相连接的撑挡结合件上,同时调节左、右两路圆盘接近开关与圆盘的间隙为2 mm,可减轻工人劳动强度,降低因设备故障导致的停台率;设备人员应熟练掌握设备气动传动控制系统的操作要领、故障诊断技巧并及时排除故障。

汽车液压ABS电磁阀电磁场动态特性的研究

汽车液压ABS电磁阀的动态特性对ABS的性能起着非常重要的作用。采用有限元方法 ,以ANSYS软件为平台 ,建立典型电磁阀的电磁场有限元模型 ,模型中 ,考虑了材料非线性磁特性和主工作气隙结构的影响。采用不完全乔累斯基共轭梯度 (ICCG)算法对模型进行求解 ,研究不同的线圈电流和动铁开度状态下电磁阀磁场的磁矢势和磁场强度 ,以及动铁所受的电磁力和线圈电感的动态响应特性。仿真分析结果得到了实验结果验证。