Solenoid Actuator Design for Improvement of Response Speed

The main design factors which effect on operating speed of solenoid actuator for valve operation are mass of plunger, electromagnetic motive force, inductance and return spring, and these factors are not independent but related with each other in view point of design and electromagnetic theory. It is impossible to increase the operating speed by only change the value of any one design factor. The change of any one value results in change of any value related it in various design factors. Permanent magnets are as assistant materials which make higher flux density in air gap. Electromagnetic motive force in controlled only by current. This paper presents a speed increasing design method of solenoid actuator using a solenoid, by some governing equations which are composed of electromagnetic theory and empirical knowledge, and proved the propriety by experiments.

基于鱼群算法的永磁体-电磁阀式磁流变阻尼器半主动悬架系统

为了提高汽车悬架系统工作性能,对磁流变阻尼器半主动悬架控制系统进行了研究。首先,基于磁流变阻尼器工作原理,将永磁体与电磁阀引入其中,设计新型磁流变阻尼器并建立了仿真模型,示功特性试验结果表明,所设计的新型阻尼器可以满足汽车悬架的使用要求,同时,速度特性试验表明所建立的阻尼器模型具有较高的可信度;其次,基于牛顿定律建立了7自由度整车悬架模型;为了提高悬架控制效果,在对常规鱼群算法进行改进的基础上,设计了适合汽车悬架系统最优控制器的鱼群算法,实现了两者的集成控制;最后,进行了仿真试验。试验结果表明,与被动悬架相比,基于鱼群最优控制算法控制的汽车车身质心垂直加速度、俯仰角加速度、侧倾角加速度分别减小了38.95%、35.12%、35.98%,有效地提高了汽车的动力学性能。

永磁式喷油阀磁路优化设计及动态特性分析

为了提高柴油机高压共轨系统中喷油阀的高速响应特性,利用Ansoft有限元电磁场计算软件,对永磁式喷油阀的结构及动静态参数进行了优化。并通过与电磁式喷油阀的主要参数进行对比,验证了仿真结果的正确性。优化计算结果表明永磁式喷油阀的结构及动特性均优于电磁式喷油阀。

新型永磁高速电磁阀能量转换特性

针对一种加永磁复合磁路高速电磁阀,建立永磁高速电磁阀下电、磁及机械运动的有限元仿真模型,并通过试验验证了电磁阀动态响应的吸合响应时间误差为4%,释放响应时间误差为4.1%,驱动电流和位移曲线试验值与仿真值也具有较好的一致性;通过仿真和分析开展高速电磁阀动态特性下能量转换研究,得出电磁阀各工作阶段的能量转换关系及分布规律.结果表明:在衔铁吸合触动阶段,输入系统的能量有37.0%转换成磁场储能来影响电磁阀开启响应特性;在衔铁吸合运动阶段,有25.3%的能量转换为涡流损耗,仅有10.4%能量转换为系统机械能,而系统机械能的变化影响电磁阀衔铁吸合运动阶段动态响应特性;在维持阶段,输入系统的能量有62.1%转换成焦耳热;在衔铁复位触动阶段,磁场储能释放的能量有78.5%转换成涡流损耗;在衔铁复位运动阶段,磁场储能与势能有44.1%转换成涡流损耗.

串并联永磁对共轨高速电磁阀电磁力的影响

高速电磁阀性能直接影响高压共轨柴油机燃油喷射系统的特性,为揭示新型高速电磁阀串并联永磁与电磁混合励磁的作用机理,采用数值模拟方法分析了串、并联永磁体对系统电磁力的影响。首先采用ANSYS Maxwell软件建立了新型高速电磁阀仿真模型并验证了模型的精度;然后通过仿真分析了全工况下串、并联永磁环参数及其交互作用对高速电磁阀电磁力的影响。结果表明:电磁力与并联永磁环高度正相关,而与串联永磁环高度负相关;随着驱动电流的增加,串联永磁环高度与并联永磁环高度之间的交互作用逐步减弱。

一种永磁高速电磁阀的涡流损耗研究

建立了永磁高速电磁阀电、磁、机多物理场仿真模型,有、无涡流下分析表明,无涡流情况下永磁高速电磁阀开启响应时间和关闭响应时间分别减少13.8%和31.0%.动态响应研究表明:涡流损耗主要集中在衔铁吸合和复位阶段,分别占涡流总损耗的74.1%和18.4%,并且得出涡流分布情况,在铁芯、永磁体和衔铁处涡流损耗量分别占总涡流损耗量的86.4%、8.1%和5.5%.通过对永磁高速电磁阀材料分析,得出涡流损耗与材料的电导率呈正相关,磁饱和强度与电导率呈负相关,材料通过影响电磁阀中的涡流损耗和磁饱和强度进而影响电磁阀的动态特性.

船舶柴油机电控单体泵高速电磁铁动态响应特性分析

为提高燃油喷射精度,提高燃烧性能,针对一种新型永磁高速电磁铁结构,利用软件ANSYS Maxwell建立瞬态联合仿真模型,并通过试验间接验证模型的计算精度。利用建立的瞬态联合仿真模型对其动态响应特性进行仿真分析。结果表明:在喷油器结构参数和驱动信号不变的情况下,在常规电磁铁中增加凸缘和永磁体结构,电磁力可提升约50 N,总响应时间由1.15 ms缩短到1.07 ms,喷油器的动态响应速度得到有效提升;在保证喷油器结构参数和性能不变的情况下,将高电平驱动电流由16 A减小到12 A,低电平驱动电流可由9 A减小到6 A,永磁体可降低电磁铁工作能耗,延长喷油器的使用寿命。

基于Ansoft的永磁式电磁阀优化设计

利用电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell对永磁式电磁阀进行二维仿真建模。从电磁阀的结构出发,对影响电磁阀高速响应特性的线圈匝数、铁芯宽度、气隙等各种关键参数进行静态、动态仿真分析计算,通过结果对比选出合适的参数,大大提高电磁阀的制造经济性以及快速响应性。