永磁弹簧式电磁作动器优化设计与实验研究

摘要

作为振动主动控制中的关键部件之一，作动器性能的好坏直接影响着振动控制效果。机械弹簧在使用过程中会产生噪声、易疲劳断裂等，使用机械弹簧的电磁作动器的性能在一定程度上受到影响。相比于机械弹簧，永磁弹簧具有无接触、抗疲劳、振动噪声小等优点。基于永磁弹簧的这些优点，本文设计了一种新型永磁弹簧式电磁作动器，并进行了相关实验研究。
　　首先，进行永磁弹簧式电磁作动器的优化设计。永磁弹簧式电磁作动器的设计主要包括两个方面：磁路设计和结构设计，其中磁路设计需要考虑磁路结构对作动器输出力和永磁弹簧刚度的影响。根据磁路仿真结果，并考虑加工、安装等因素后，确定永磁弹簧式电磁作动器的结构。
　　其次，进行机械弹簧式电磁作动器输出力实验研究。当作动器中其他结构相同且频率比较大时，使用永磁弹簧和机械弹簧的电磁作动器的输出力相同。因此为了验证永磁弹簧式电磁作动器磁路仿真的正确性，本文加工出三组机械弹簧式电磁作动器样机并进行相关实验。实验结果表明：磁路仿真分析基本正确。
　　最后，进行永磁弹簧式电磁作动器的实验研究。为了验证永磁弹簧式电磁作动器的性能，本文进行了作动器特性实验和单通道振动主动控制实验。实验结果表明：永磁弹簧式电磁作动器性能良好，完全能够应用于振动主动控制。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 电磁作动器研究现状

1.3 永磁弹簧研究现状

1.4 本文的工作

第2章 永磁弹簧设计

2.1 引言

2.2 磁性材料的选取

2.3 永磁弹簧设计

2.4 磁路结构对永磁弹簧刚度的影响

2.5 本章小结

第3章 永磁弹簧式电磁作动器的优化设计

3.1 引言

3.2 永磁弹簧式电磁作动器的动力学分析

3.3 磁路结构对气隙磁通密度的影响

3.4 永磁弹簧式电磁作动器的结构设计

3.5 本章小结

第4章 机械弹簧式电磁作动器输出力实验研究

4.1 引言

4.2 机械弹簧式电磁作动器样机加工

4.3 实验方案及仪器

4.4 机械弹簧式电磁作动器特性实验

4.5 本章小结

第5章 永磁弹簧式电磁作动器特性实验研究

5.1 永磁弹簧式电磁作动器输出力特性实验

5.2 单通道振动主动控制实验

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢