高速开关阀电磁铁设计及磁力特性研究

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作者 聂鹏 魏汝路 +1 位作者 谢方伟 陈楠 《液压与气动》 北大核心 2025年第4期39-47,共9页

电磁铁是高速开关阀的电-机械转换装置,通过阀门的迅速开闭,实现高速开关阀的快速响应,其性能直接影响高速开关阀的动态特性。因此,开展电磁铁设计及磁力特性研究至关重要。基于此,开展了高速开关阀电磁铁结构设计,建立了电磁铁的磁场模... 电磁铁是高速开关阀的电-机械转换装置,通过阀门的迅速开闭,实现高速开关阀的快速响应,其性能直接影响高速开关阀的动态特性。因此,开展电磁铁设计及磁力特性研究至关重要。基于此,开展了高速开关阀电磁铁结构设计,建立了电磁铁的磁场模型,分析了电磁铁的磁场规律,获得了电磁铁的磁力特性。结果表明:分离状态下,电磁铁最大电磁力约为28.0 N,磁场建立时间约为15 ms,磁场消失时间约为20 ms;吸合状态下,电磁力最大值约为45.7 N,磁场建立时间为约15 ms,磁场消失时间约为50 ms;分离和吸合状态下,稳态电磁力实验与仿真平均误差均小于2.5%,实验结果和设计预期一致;结构间隙会对电磁铁性能产生较大影响,增加动铁芯、减小气隙,可以增大稳态电磁力。 展开更多

关键词 高速开关阀 电磁铁 磁力特性

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基于温度反馈的高速开关阀变电压驱动控制方法研究

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作者 田祖织 凡镕瑞 +2 位作者 郭阳阳 徐纯洁 谢方伟 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第3期261-273,共13页

良好的动态特性是高速开关阀流量精确控制的关键,然而现有的高速开关阀驱动控制策略忽略了变电压激励产生的温升对高速开关阀动态响应特性的影响。为了改善高速开关阀的动态响应特性并提高其工作可靠性,论文提出了一种基于温度反馈的高... 良好的动态特性是高速开关阀流量精确控制的关键,然而现有的高速开关阀驱动控制策略忽略了变电压激励产生的温升对高速开关阀动态响应特性的影响。为了改善高速开关阀的动态响应特性并提高其工作可靠性,论文提出了一种基于温度反馈的高速开关阀变电压驱动控制方法。首先,基于Maxwell和Thermal建立了高速开关阀电磁热耦合仿真模型,分析了线圈匝数、驱动电压和环境温度对线圈温升的影响规律,结果表明增大驱动电压会引起线圈温升加剧;其次,进一步探究了温度变化对高速开关阀动态响应特性的影响规律,结果表明随着温度升高,开启滞后时间增加,关闭滞后时间减小,基于此提出了一种考虑温度反馈的变电压驱动控制策略,并在Simplorer中搭建仿真模型,验证了控制策略的有效性;最后,搭建了高速开关阀性能测试台,对比分析了单电压控制和变电压控制策略的控制效果,实验验证了所提出的变电压控制方法的有效性。测试结果表明:相比于传统的单电压控制,基于温度反馈的变电压控制策略下,高速开关阀的关闭滞后时间缩短了5.55 ms,线圈的稳态温度降低了24.5℃,有效改善了高速开关阀的动态响应特性,并提高了工作可靠性。 展开更多

关键词 高速开关阀 电磁热耦合 温度反馈 变电压驱动控制 动态响应

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考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析 被引量：3

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作者 徐纯洁 谢方伟 +2 位作者 凡镕瑞 魏汝路 田祖织 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期211-220,共10页

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高... 为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明:在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。 展开更多

关键词 高速开关阀 电磁铁 线圈构型 动态特性 响应时间

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高速电磁开关阀开关特性的机理研究 被引量：29

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作者 黄维纲 王旭永 +1 位作者 王显正 钟廷修 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期38-41,共4页

为改善高速电磁阀的开关特性，从电磁阀的数学模型着手，用实验仿真的方法，分析了高速电磁阀的开关特性机理，提出了高速开关阀的设计准则，探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．... 为改善高速电磁阀的开关特性，从电磁阀的数学模型着手，用实验仿真的方法，分析了高速电磁阀的开关特性机理，提出了高速开关阀的设计准则，探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．提供了寻找电磁阀快速开关的有效方法． 展开更多

关键词 高速电磁阀 数字阀 开关特性 数学模型 开关阀

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高速开关电磁阀的特性与应用研究 被引量：15

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作者 牛铭奎 葛安林 张洪坤 《汽车技术》 北大核心 1999年第7期13-16,共4页

高速开关电磁阀是一种结构简单、易于实现计算机数字控制的电磁伺服控制系统的关键控制元件。在对高速开关电磁阀的结构、原理、特性进行探讨的基础上，以其在桑塔纳2000型轿车电控机械式自动变速器（AMT）系统离合器控制中的应用为例... 高速开关电磁阀是一种结构简单、易于实现计算机数字控制的电磁伺服控制系统的关键控制元件。在对高速开关电磁阀的结构、原理、特性进行探讨的基础上，以其在桑塔纳2000型轿车电控机械式自动变速器（AMT）系统离合器控制中的应用为例，对其进行了研究。 展开更多

关键词 电磁阀 特性 汽车 高速开关电阀

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基于AMESim的电磁高速开关阀动静态特性研究 被引量：42

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作者 苏明 陈伦军 《液压与气动》 北大核心 2010年第2期68-72,共5页

在分析电磁高速开关阀磁路及机液结构的基础上,采用AMESim建立了电磁高速开关阀模型,基于该模型在不同占空比及不同工作频率情况下进行了仿真,分析了PWM信号、电流、阀芯位移关系,从控制角度提出了改善电磁高速开关阀性能的思路。

关键词 AMESIM 电磁高速开关阀 动态模型 仿真

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高速开关阀控制的高速列车横向半主动减振器 被引量：10

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作者 丁问司 刘少军 卜继玲 《机床与液压》 北大核心 2003年第3期50-51,156,共3页

能根据列车运行状况实现阻尼特性的调整是列车横向半主动减振器的基本要求。利用高速开关阀可使减振器实现阻尼特性的在线调整。

关键词 列车 高速开关阀 半主动控制 减振器

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某高速电磁开关阀电磁力影响因素的研究 被引量：7

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作者 张晋 孔祥东 +1 位作者 李腾 王丽娟 《机床与液压》 北大核心 2015年第5期20-24,67,共6页

针对某高速电磁开关阀高性能要求,阐述了电磁场有限元分析的基本理论知识,给出电磁场基本表达式,建立了高速电磁开关阀电磁场模型。针对不同工作气隙、不同非工作气隙、不同绕线参数、不同温度以及不同电压高速电磁开关阀电磁场进行了分... 针对某高速电磁开关阀高性能要求,阐述了电磁场有限元分析的基本理论知识,给出电磁场基本表达式,建立了高速电磁开关阀电磁场模型。针对不同工作气隙、不同非工作气隙、不同绕线参数、不同温度以及不同电压高速电磁开关阀电磁场进行了分析,得到高速电磁开关阀电磁场分布云图,分析其磁场饱和程度;得到不同工作气隙、非工作气隙、线圈丝径、线圈层数、线圈电流、NI值、温度等参数下阀芯电磁力曲线,分析高速电磁开关阀电磁力受其结构参数与工作参数的影响因素,为高速电磁开关阀电磁控制单元的设计提供参考,并给出了高速电磁开关阀设计过程的注意事项。 展开更多

关键词 高速电磁开关阀 电磁场分析 电磁力

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基于高速开关电磁阀PWM控制的汽车ABS研究 被引量：8

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作者 李慧 乔印虎 《机电工程》 CAS 2007年第7期70-73,共4页

在汽车防抱死制动系统的控制过程中,一般由电子控制单元控制二位三通高速开关电磁阀来实现制动轮缸压力的增压、保压和减压3种状态控制。为了提高系统响应速度和控制精度,采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了... 在汽车防抱死制动系统的控制过程中,一般由电子控制单元控制二位三通高速开关电磁阀来实现制动轮缸压力的增压、保压和减压3种状态控制。为了提高系统响应速度和控制精度,采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了高速电磁开关阀结构型式及工作原理、PWM信号控制的ABS系统以及PWM信号控制过程。 展开更多

关键词 高速电磁开关阀 防抱死制动系统 脉宽调制

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高速电磁开关阀的研究与应用 被引量：32

10

作者 施光林 钟廷修 《机床与液压》 北大核心 2001年第2期7-9,17,共4页

本文介绍了高速电磁开关阀的研究现状和两个典型的应用实例 。

关键词 高速电磁开关阀 研究现状 响应时间 电控燃油喷射 防抱制动装置 汽车 电液控制系统

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基于AMESim的高速电磁开关阀控缸位置控制 被引量：7

11

作者 苏明 陈伦军 《机床与液压》 北大核心 2010年第12期57-59,共3页

基于AMESim建立高速电磁开关阀的模型及PID调节的高速电磁开关阀控缸位置控制模型,选用ITAE指标,用AMESim的遗传算法优化功能对PID参数进行优化,实现高速电磁开关阀控缸的精确位置控制。

关键词 AMESIM 高速电磁开关阀 液压缸 遗传算法 仿真

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基于快响应CAD方法的高速电磁开关阀设计 被引量：2

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作者 张胜昌 钟廷修 +1 位作者 施光林 许仰曾 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期1228-1230,共3页

针对高速电磁开关阀电、磁、机、液的耦合特性及铁磁材料磁化过程的非线性 ,提出了一种新的耦合计算模型 ,其中非线性电磁子模型用等效电路和内插函数重新表示 ,并用迭代方法进行同步计算 ,可较好地解决各子系统之间的耦合问题和非线性... 针对高速电磁开关阀电、磁、机、液的耦合特性及铁磁材料磁化过程的非线性 ,提出了一种新的耦合计算模型 ,其中非线性电磁子模型用等效电路和内插函数重新表示 ,并用迭代方法进行同步计算 ,可较好地解决各子系统之间的耦合问题和非线性问题 .用该方法预测的高速电磁开关阀的性能与实验结果吻合良好 。 展开更多

关键词 快响应CAD方法 高速电磁开关阀 磁阻网络 非线性 耦合 柴油机 燃油喷射系统 快响应设计

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常开式高速开关阀电磁铁的设计与性能仿真 被引量：4

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作者 孙成通 任好玲 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第6期10-13,共4页

高速开关阀作为汽车防抱死制动系统的重要元件,其动态响应性能决定着防抱死制动系统的安全性和有效性。为此设计了一种常开式高速开关阀,并利用Ansoft软件研究了其开关电磁铁的电磁场特性,确定了电磁铁的线圈参数;将获得的参数输入到Sim... 高速开关阀作为汽车防抱死制动系统的重要元件,其动态响应性能决定着防抱死制动系统的安全性和有效性。为此设计了一种常开式高速开关阀,并利用Ansoft软件研究了其开关电磁铁的电磁场特性,确定了电磁铁的线圈参数;将获得的参数输入到Simulink建立的开关阀系统模型中,并仿真分析,得到运行频率为37 Hz,这一指标满足防抱死制动系统的性能要求。 展开更多

关键词 防抱死制动系统 高速开关阀 电磁铁 动态响应

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电磁高速开关阀的设计方案研究 被引量：3

14

作者 杨继隆 阮健 俞浙青 《机床与液压》 北大核心 2001年第3期18-20,共3页

高速开关元件种类繁多、用途各异 ,正确选择设计方案是提高其性能水平的重要保证。本文用相似理论分析了阀的尺寸大小、驱动方式及工作时制与开关元件快速性之间的关系。电磁高速开关元件的开关时间与尺寸成正比 ,大通径的高速开关阀宜... 高速开关元件种类繁多、用途各异 ,正确选择设计方案是提高其性能水平的重要保证。本文用相似理论分析了阀的尺寸大小、驱动方式及工作时制与开关元件快速性之间的关系。电磁高速开关元件的开关时间与尺寸成正比 ,大通径的高速开关阀宜采用多级 (两级或三级 )的结构 ;设计电磁 -机械转换器时 ,采用双稳开关电磁铁 (力马达 )其温升比长时制的电磁 -机械转换器的温升减少 ,工作效率明显提高。 展开更多

关键词 高速开关阀 相似分析 设计方案 电磁阀

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高速电磁开关阀静态特性研究 被引量：4

15

作者 苏明 刘宇刚 《机床与液压》 北大核心 2014年第17期50-53,共4页

针对二位三通高速电磁开关阀双端驱动的特点,理论分析了液压开关半桥的静态特性,基于AMESim中建立的高速电磁开关阀动态模型,对高速电磁开关阀的静态特性进行仿真,并分析了造成高速电磁开关阀的静态特性非线性的原因。

关键词 高速电磁开关阀 液压开关半桥 静态特性 仿真

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气动高速开关阀用电磁铁研究 被引量：5

16

作者 杨树兴 《机床与液压》 EI 北大核心 1997年第6期31-32,共2页

本文针对气动高速开关阀用电磁铁的特殊要求，讨论了提高该类电磁铁开关特性的技术途径及设计方法，建立了具有饱和特性的电磁铁的磁路网络模型，对不同参数的电磁铁进行了仿真和实验研究，实验表明该模型具有较高的精度。

关键词 电磁铁 磁路分析 电磁力 计算 气动高速开关阀

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高速电磁开关阀控缸位置控制系统的纹波抑制 被引量：4

17

作者 苏明 《液压与气动》 北大核心 2012年第1期92-94,共3页

高速电磁开关阀控缸位置控制系统中,液压缸在到达目标位置后,不是处于静止平衡状态,而是在目标位置附近作小幅度的振荡,响应有纹波存在,即所谓的动态平衡,动态平衡的存在会产生流量脉动和冲击,零件易磨损及疲劳破坏。该文针对高速电磁... 高速电磁开关阀控缸位置控制系统中,液压缸在到达目标位置后,不是处于静止平衡状态,而是在目标位置附近作小幅度的振荡,响应有纹波存在,即所谓的动态平衡,动态平衡的存在会产生流量脉动和冲击,零件易磨损及疲劳破坏。该文针对高速电磁开关阀控缸位置控制系统,提出了一种纹波抑制方法,并进行了仿真和试验验证。 展开更多

关键词 高速电磁开关阀 液压缸 位置控制 纹波抑制

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基于高速电磁开关阀的多液压缸位置协调控制系统 被引量：1

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作者 泮健 施光林 杨鹏 《机床与液压》 北大核心 2010年第13期77-79,共3页

介绍一种基于高速电磁开关驱动的新型多液压缸系统,用于模拟曲轴连杆式低速大扭矩液压马达多个柱塞腔的动作过程;同时,也可以利用该系统开展多液压缸位置同步或者力同步加载的研究。分析了系统的组成结构与特点,包括以高速电磁开关阀作... 介绍一种基于高速电磁开关驱动的新型多液压缸系统,用于模拟曲轴连杆式低速大扭矩液压马达多个柱塞腔的动作过程;同时,也可以利用该系统开展多液压缸位置同步或者力同步加载的研究。分析了系统的组成结构与特点,包括以高速电磁开关阀作为控制元件的液压系统,以及以研华PCI1711多功能数据采集与控制卡为核心的计算机控制系统;阐述了多液压缸位置协调控制的实现算法;给出了以不同幅值和频率的正弦信号作为指令的多液压缸位置协调跟踪结果。实验结果表明,所设计的控制算法是有效的,同时该系统能很好地模拟曲轴连杆式低速大扭矩液压马达多个柱塞腔的动作机理。 展开更多

关键词 高速电磁开关阀 多液压缸系统 位置协调控制

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高速电磁开关阀控制轴向柱塞泵的仿真研究 被引量：3

19

作者 苏明 《机床与液压》 北大核心 2012年第23期25-28,共4页

以高速电磁开关阀为控制元件,对轴向柱塞泵的数字控制进行研究。在实现轴向柱塞泵斜盘角位移控制的基础上,提出以轴向柱塞泵斜盘角位移控制为内环控制,流量、压力或者功率控制为外环控制的双闭环控制策略;在控制方法上,内环采用积分分离... 以高速电磁开关阀为控制元件,对轴向柱塞泵的数字控制进行研究。在实现轴向柱塞泵斜盘角位移控制的基础上,提出以轴向柱塞泵斜盘角位移控制为内环控制,流量、压力或者功率控制为外环控制的双闭环控制策略;在控制方法上,内环采用积分分离PID控制,外环采用两级模糊增量控制的控制方案。采用AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真,验证了所提出的控制策略和采用的控制方法的有效性,实现了轴向柱塞变量泵流量、压力和功率控制的快速性和稳定性。 展开更多

关键词 高速电磁开关阀 轴向柱塞泵 数字控制 模糊增量控制 仿真

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PWM调压的高速电磁开关阀双电压驱动器研究 被引量：1

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作者 苏明 《机床与液压》 北大核心 2012年第15期38-41,共4页

分析了影响高速电磁开关阀开启和关闭特性的电气因素,设计了一种PWM调压的高速电磁开关阀双电压驱动器,构建了高速电磁开关阀动态特性试验平台,验证了该驱动器改善高速电磁开关阀动态特性的有效性。

关键词 高速电磁开关阀 PWM 双电压驱动器 动态特性

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