基于超磁致伸缩转换器的流体控制阀及其技术

介绍了超磁致伸缩材料在流体控制阀中的应用研究现状 ,详细分析了使用 GMA时要解决的热补偿、微位移放大和非线性控制等几项关键技术。提出了两种基于

超磁致伸缩材料转换器喷嘴挡板伺服阀的热变形补偿研究

介绍了GMM(超磁致伸缩材料)转换器热变形抑制的常用两种方法:冷却和补偿方法,分析了GMM转换器及喷嘴挡板阀的结构组成和工作原理.针对伺服阀用GMM转换器的具体特点,提出了一种新型的热变形补偿机构.构建了基于GMM转换器喷嘴挡板阀的控制压力测试系统,研究了基于GMM转换器的喷嘴挡板阀补偿机构的有效性和实用性.结果表明,提出的补偿机构能有效地补偿GMM棒的热变形,提高了GMM转换器喷嘴挡板阀控制压力的输出精度.

超磁致伸缩电—机转换器位移感知模型及滞环分析

超磁致伸缩电—机转换器响应快、可靠性高,但动态驱动时,因受磁滞、涡流等因素影响,输出位移的滞环较大。需要以准确的数学模型为基础,通过控制算法来补偿滞环,或通过优化其结构参数来降低滞环。通过实时测量超磁致伸缩棒上所绕线圈两端的感应电压和推导此感应电压与超磁致伸缩电—机转换器输出位移的关系,建立实时反映超磁致伸缩棒磁化状态的超磁致伸缩电—机转换器动态位移感知模型,并进一步推导出了超磁致伸缩电—机转换器输出位移的滞环与其结构参数的关系。通过与试验结果对比,当驱动频率小于300 Hz时,由所建模型计算出的位移峰—峰值的相对误差小于5.8%;通过仿真研究超磁致伸缩电—机转换器结构参数对输出位移滞环的影响,得出增加预压弹簧的刚度,可以降低动态驱动时的滞环。

超磁致伸缩伺服阀用电-机转换器传热及热误差分析

提出了一种超磁致伸缩伺服阀用超磁致伸缩电-机转换器的结构并阐述了其工作原理,此电-机转换器采用了油液冷却和反向补偿法来抑制因热产生的位移输出。为分析温升对超磁致伸缩电-机转换器控制精度的影响,基于导热和对流传热理论建立了其传热模型,给出了稳态时超磁致伸缩棒上的温度和热补偿装置上的温度,分析了冷却油液流速对稳态温度的影响,并采用温度场数值模拟的方法对仿真结果进行了验证。分析结果表明,当控制电流为额定值1 A时,若超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度大于0.1 m/s,热补偿装置和超磁致伸缩棒的温度在20.3℃附近且温差在0.2℃以下。由超磁致伸缩棒和热补偿装置上的温度,进一步推导出了超磁致伸缩电-机转换器因热而产生的误差位移。通过仿真分析得出,在超磁致伸缩棒和控制线圈间油液速度等于0.1 m/s时,棒和外壳温度接近且温升不大,热误差位移不大于0.1μm。

超磁致伸缩薄膜转换器及其在微流体元件中的应用

在介绍超磁致伸缩材料特性的基础上 ,分析了超磁致伸缩薄膜转换器的结构原理和性能特点 ,着重阐述了超磁致伸缩薄膜转换器在微流体元件 (如微流体泵和阀等 )中的应用并总结了超磁致伸缩薄膜微转换器的最新研究成果及应用研究现状。分析结果表明 :该类材料具有磁致伸缩应变大 ,非接触驱动 ,结构简单 ,响应快和精度高等优点 ,它的出现为微流体元件的驱动提供了一个更新更有效的方法 ,具有良好的应用前景。

超磁致伸缩电-机转换器的驱动磁路设计

在介绍了超磁致伸缩电-机转换器(Giant Magnetostrictive Actuator,简称GMA)的基本结构和工作原理的基础上,分析了磁场特性对转换器性能的影响。利用相关电磁学和磁路设计的基本理论,采用双线圈式驱动形式,对转换器的磁路进行设计和分析,给出了驱动线圈和偏置线圈结构参数的计算方法。为优化超磁致伸缩电-机转换器的磁路结构提供了理论依据。

振动能量收集技术的研究现状与展望

气候变暖、海平面上升、冰川消融等自然环境变化对人类社会的发展构成巨大挑战,迫使人们加速绿色能源技术的开发。微纳米技术、机械与材料工程的迅速发展使得振动能量的收集与应用成为可能,其主要部分为通过电磁转换、静电转换、压电转换、磁致伸缩转换、磁电转换、摩擦纳米发电以及它们的复合形式将振动能量转化为电能。其中摩擦纳米发电是最新的研究热点之一。本文回顾了振动能量收集技术原理、材料、结构等方面的研究现状,重点综述了国内外学者的主要研究成果,详细阐述了多种收集方式的原理、特点和电学输出性能,总结了目前该技术存在的关乎耦合性能、频带、收集效率、集成性和寿命等有待进一步解决的关键问题,并由此展望振动能量收集技术的研究发展趋势,希望为集能设计研究领域的工作者提供有价值的参考。