两种直动式高速电磁阀数值模拟与动态响应对比分析

针对直动式高速电磁阀动铁芯与阀芯加工、装配工艺要求高,一致性较差的问题,提出了一种动铁芯与阀芯可分离的结构,基于AMESim平台建立此款电磁阀电–磁–机–气多物理场耦合模型,考虑了动铁芯与阀芯撞击与分离的情况,并在试验台上进行了验证。然后与另一种动铁芯与阀芯“绑定”的结构形式进行比较分析。结果表明:两种电磁阀在动态响应与影响动态响应的关键参数存在差别。在同等条件下,第一种结构形式的电磁阀动态响应整体略差,但是其对动铁芯–阀芯加工、装配工艺的要求较低。

集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率永磁电机性能影响

针对集中绕组模块组合式定子结构对低速大功率直驱永磁同步电机性能的影响进行研究。首先介绍了模块化定子的分块规则和分块数。基于绕组函数法推导了单个定子单元模块在不同拆分方式下的绕组函数和电感表达式。基于有限元仿真先分析了仅绕组分块对电机性能影响;然后分析了冲片和绕组都分块对电机性能影响。通过对比空载和负载性能,总结出各种定子模块化拆分方案的优缺点,为大功率低速直驱永磁同步电机的模块化设计与制造建立了基础。

基于复合PWM的高速开关阀先导控制电液换向阀特性试验研究

针对传统液压支架换向阀存在流量控制不精准、压力冲击大等问题,提出一种高速开关阀先导式电液换向阀控制液压缸方案,搭建试验平台对方案中阀的特性进行了研究,对比了高速开关阀和常规电磁开关阀做先导级时电液换向阀的响应速度,由于高速开关阀滞后时间短,控制腔压力上升较快,故高速开关阀先导时电液换向阀响应速度快;提出脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)的方法,控制电液换向阀主阀芯位移方法。结果表明,主阀芯稳态位移经历4个阶段且在一定占空比范围内可以呈现比例开启效果;在供液压力10 MPa下实现高速开关阀对主阀芯位移在全行程内的调节,复合PWM信号控制区间占空比为30%~65%,常规PWM信号控制区间占空比为35%~50%,复合PWM信号相较于常规PWM信号有着更宽的调节区间,更适合换向阀芯位移比例控制。研究结果可为液压支架控制阀的设计开发提供参考。

面向无人扫路机的高速开关阀噪声演变规律及影响因素研究

面向无人扫路机的高速开关阀,在不同的驱动参数下,噪声呈现显著的差异。为了揭示驱动参数对高速开关阀噪声的影响机理,首先分析了高速开关阀的驱动参数与噪声特性的关系,建立了电-磁-流-固耦合的动力学模型,明确了驱动参数通过影响运动部件的受力及碰撞瞬间的速度来影响高速开关阀的噪声。其次,在液压半消声室搭建了高速开关阀噪声测量实验台,通过实验和仿真相结合的方法研究了不同驱动频率下的噪声演变规律,验证了驱动参数影响高速开关阀噪声机理分析的有效性。最后,研究了不同驱动电压和不同占空比对高速开关阀噪声源的影响,发现在相同占空比下,随着驱动频率的增大,噪声逐渐减小,在相同驱动频率下,随着占空比的增大,噪声逐渐增大。

大功率低速直驱电机电磁特性对比分析

针对大功率低速直驱电机,对其电磁特性进行对比研究,以设计的一台36槽30极极槽数相近的大功率低速直驱电机为例,在空载和负载两种状态下,对比不同定子硅钢材料对该种电机的电磁特性及效率的影响。有限元分析表明,采用取向硅钢定子材料的大功率低速直驱永磁电机与常规硅钢定子材料的该种电机相比,电磁特性更优,空载时取向硅钢材料会削弱齿部饱和现象,负载时提高了电机的输出转矩,降低了电动势波形畸变率;降低了永磁体涡流损耗幅值,两部电机效率相差不大,为该类电机工程上实际生产提供参考。

高速电磁阀驱动电路设计及试验分析

分析了3种电磁阀驱动方式的特点,并基于HEUI喷油器对PWM控制方式进行了试验和分析。试验表明,提高线圈电压有助于实现电磁阀快速开启,开启脉冲和PWM占空比决定了不同阶段电流的大小,三者的有机调节,可以实现理想的电流波形。试验结果为整机的柔性控制提供了可靠依据。

新型PZT元件驱动的电液高速开关阀及其大功率快速驱动技术的研究

针对目前电液高速开关阀脉宽调制频率较低的问题,研制了新型压电元件驱动的电液高速开关阀,并研究了该阀的动态特性和静态特性。该阀属于两位三通型锥阀结构的数字阀,样机产品达到了下述性能指标:工作压力P1=10MPa,额定流量qv,n=8 L/min,开启时间ton≈1.2ms,关闭时间toff≈1.7ms。还分析了这种阀的驱动电路及其工作原理,利用电路的暂态分析理论研究了该阀的大功率快速驱动技术。

机床进给系统用直线电动机综述

直线电动机是一种新型驱动装置 ,有着广泛的应用。文章简单介绍了直线电动机的基本原理和分类 ,分析了其优缺点 ,综述了国内外的发展情况 。

风力发电系统中大功率变流器的应用

风电系统对中压大功率变流器的需求日益增加,大功率变流器已引起人们极大的兴趣。直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高,运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。为掌握变流器的设计制造技术,推动我国风电事业的发展,首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨,为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。

高速开关阀的设计与研究

介绍了一种新型的二级高速开关阀，它采用柱塞式液压增益放大结构，以高速开关电磁阀为先导级，通过二级锥阀的放大，使数字阀最大流量超过８０ｌ／ｍｉｎ，且保持较高的切换速度，解决了大流量和快速性之间的矛盾。阀的控制器采用ＰＷＭ控制原理和降幅双压驱动技术，加速电压持续时间和工作电压幅值均可调节，优化了阀的切换特性。

共轨喷油器高速电磁阀电磁力影响因素分析

为研究关键参数对共轨喷油器高速电磁阀电磁力的影响,本文根据电磁耦合原理建立了考虑最大电磁力饱和现象的电磁阀电磁力数学模型,并基于该电磁力模型进行了参数分析。结果表明:电磁力随驱动电流的变化取决于电磁阀总磁阻和驱动电流范围。当电流小于4 A时,驱动电流是电磁力增加的主要因素,当电流大于4 A后,总磁阻成为制约电磁力增加的决定因素。在电流为10 A时,电磁力随气隙的增加而降低,且降低的程度逐渐增大、气隙直接影响气隙磁阻和电磁阀软磁材料磁阻的变化;电磁力随线圈匝数的增加而增大,但其增大的程度逐渐减小,这是电磁阀总磁阻对电磁力降低的贡献率随线圈匝数增加而增大造成的。

高速电磁阀分时驱动电路可靠性与一致性研究

根据高速电磁阀的工作特性,提出了一种适应于高速电磁阀控制的高-低压分时驱动和诊断电路,通过试验验证了该电路的功能。在实际应用多喷油器电磁阀驱动中发现,各驱动通道回路的阻抗差异是导致各通道驱动性能不一致的重要原因。为此,在驱动电路各回路中引入定值电阻(远大于回路自身的阻抗),以弱化各驱动通道阻抗的不一致性。试验结果表明:该方案提高了驱动通道的一致性,中等油量(45 mg左右)时各驱动通道的相对标准偏差由优化前的11.9%降低到优化后的3.8%,同时从整体上减少了喷油器的循环变动。

新型永磁游标电机的设计与研究

针对传统直驱式电机,在低速大转矩输出时成本高且运行风险大的问题,提出一种直驱式低速大转矩永磁游标电机,与传统游标电机相比,结构上采用双定子中间转子形式。内外定子齿均具有磁通调制作用,转子磁极直接面向两侧气隙,磁钢得到了充分利用。文中介绍了该电机工作原理、设计方法,给出了详细的设计参数及结构、装配示意图。对影响电机性能较大的如内外定子齿周向宽度、径向高度及其配比等结构参数进行了优化设计。建立了电机二维模型,通过有限元法对其齿槽转矩、输出转矩、空载反电势、气隙磁密等性能进行了分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。

柴油机高速电磁阀驱动特性仿真分析

为了降低电磁阀的功率损耗,确保其长期可靠运转,基于HEUI喷油器,利用Matlab软件对电磁阀PWM控制方式进行了仿真分析。仿真结果表明,提高线圈电压有助于实现电磁阀快速开启,开启脉冲和PWM占空比决定了不同阶段电流的大小,PWM脉冲频率影响电流的稳定性,几方面的有机调节,可以实现先高后低理想的电流波形。仿真结果为电磁阀的柔性控制提供了可靠依据。

水压直驱式高速开关阀动态特性

针对水压机器人关键控制元件,提出了一种音圈电机直接驱动式水压高速开关阀,并对其结构工作原理进行了介绍,运用AMESim仿真软件建立了水压高速开关阀数学模型,利用AMESim批处理方法分析了阀芯直径、阀孔直径和阀芯半锥角等关键结构单参数对高速开关阀动态性能的影响,并基于遗传算法对开关阀的动态特性进行了多参数影响变化研究,最终确定了开关阀的最优结构参数,为其动态性能的提高提供了理论依据.最后在仿真模拟的基础上研制了水压高速开关阀样机,并对其进行了动态性能试验研究,其开启响应时间为7 ms,关闭响应时间为9 ms,通过理论和试验的对比分析,验证了所研制的水压高速开关阀动态性能满足预期技术要求.

基于功率吸收原理的高速电磁阀驱动方法

高压共轨柴油机依赖于高速电磁阀实现燃油喷射的柔性控制。本方法提出了一种基于功率吸收原理的电磁阀驱动电路 ,能迅速实现电磁阀磁场能的加载和卸载 ,从而高效快速地实现了高速电磁阀的驱动与控制。仿真计算表明这一方法能明显提高驱动电路的工作效率 ,降低驱动电路的热损耗 ,解决了功率器件的散热问题 ,并且有利于抑制电压尖峰 。

高速加工机理与关键技术的研究进展

综述了高速切削加工机理 ,介绍了高速加工关键技术 :高速电主轴、直线进给直接驱动、高性能数控、高动态性能机床结构和高速切削刀具系统。为了保证高速加工的高精度与高速度 ,高速加工机床的主传动和进给传动取消了传统的机械传动机构 ,改用电力直接驱动 ;采用高性能 CNC直接作样条插补 ,为机床进给轴加减速产生无冲击的位置理论值 ,提高轮廓加工精度 ;只有高动态性能的 CNC与高动态性能的进给驱动系统的配合 ,才有可能获得高的表面质量。

新型电源快速切换装置在工业企业变电站的应用

传统电源快速切换装置主要应用于火电厂厂用电系统。为了更好地应用于工业企业变电站,新型电源快速切换装置做了如下方面改进和创新:其一,装置可由定值整定区分单母和单母分段接线,而对于不同运行方式,装置依靠自身采集的开关位置等信息自适应,无需人工设置,减少了设计和操作的复杂性;其二,提出了无流启动、逆功率启动、频率及电压变化量启动等快速启动方式,有效地解决了变电站所特有的故障情况下的快速启动问题;其三,考虑使用工况的复杂性,装置设计了完善的闭锁逻辑,并引入方向过流闭锁功能。通过在工业企业的成功应用,充分验证了新型电源快速切换装置在该领域的先进性和适用性。

柴油机高速电磁阀驱动模块设计与故障诊断

针对时间压力式电控燃油系统的高速电磁阀———高压油泵及喷油器电磁阀的驱动电流特性,设计相应的驱动电路,得到符合要求的驱动电流.根据驱动电路特点,设计相应的故障诊断电路,并用仿真软件验证电路的准确性.在完成相应的诊断软件设计得到完整的诊断模块后,将设计的模块运用于实际工程中,在柴油机上完成了实际模块的驱动和故障诊断试验.试验结果表明:该驱动模块达到了共轨系统驱动要求,同时实现了油泵电磁阀以及喷油器电磁阀的短路、断路及喷油器的对地短路等故障检测,其准确性和可靠性达到了系统应用要求.

高速开关阀驱动电路的仿真与试验研究

高速电磁开关阀与普通电磁阀相比具有较快的切换速度,开关切换时间一般在10 m s以内,其开关切换时间与其驱动电路有着密切关系。为了缩短高速电磁阀的切换时间,根据高速开关阀的驱动需求,基于通用集成电路及分立元件设计了一种新型的驱动电路。该电路能独立设置峰值电流、保持电流以及峰值电流持续时间等控制参数。仿真和试验结果表明,该电路具有优越的动态性能指标,对提高高速开关阀的动态性能具有参考价值。