比例电磁铁瞬态力特性研究

摘要

比例电磁铁作为电液比例技术中广泛应用的电—机械转换元件，其工作特性的好坏对整个电液控制系统的性能具有十分重要的影响。目前对比例电磁铁的研究大都在静态结构对电磁力的影响，而少有分析研究比例电磁铁瞬态磁力的影响。比例电磁铁的瞬态磁力特性直接决定了比例阀的动态特性，故要改善比例电磁阀动态特性，需从根本上研究比例电磁铁的瞬态力特性。
　　本文针对比例电磁铁瞬态力特性展开分析研究，通过查阅国内外相关文献资料，总结比例电磁研究现状，阐述了研究比例电磁铁的意义，确定了本文技术路线和研究内容。
　　先对比例电磁铁结构和工作原理作了分析，并结合电磁场理论，以仿真软件为工具，分析比例电磁铁元件材料磁特性和三维磁场边界条件，通过有限元方法，阐述三维磁场瞬态磁力计算原理。并分析了由所求得瞬态磁力推导比例电磁铁磁力动态特性的理论方法。
　　通过软件瞬态磁力求解器，分别在脉冲和正弦激励信号下仿真求解比例电磁铁磁力大小，根据仿真结果分析提取动态特性指标。在不同幅值的脉冲激励源信号下，根据仿真结果对比比例电磁铁磁力输出的上升时间和下降时间;在不同频率的正弦激励源信号下，根据仿真结果推导比例电磁铁磁力输出的截止频率。
　　概括了全文的主要研究工作和成果，并展望了今后需进一步研究的工作。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 比例电磁铁概述

1．2 比例电磁铁研究现状综述

1．2．1 比例电磁铁国内研究现状

1．2．3 比例电磁铁国外研究现状

1．3 课题的研究意义和研究内容

1．3．1 课题研究的意义

1．3．2 课题研究的内容

第2章 比例电磁铁瞬态磁力分析的理论基础

2．1 比例电磁铁的结构及工作原理

2．2 三维电磁场有限元基础

2．2．1 磁性材料

2．2．1 电磁场求解的边界条件

2．2．3 三维网格剖分单元类型及其基函数

2．3 三维磁场计算原理

2．3．1 三维静磁场计算原理

2．3．2 三维涡流磁场计算原理

2．3．3 三维瞬态磁场计算原理

2．4 比例电磁铁磁力动态特能分析理论基础

2．4．1 直接频率分析法

2．4．2 频率特性快速傅立叶变换求法

第3章 比例电磁铁瞬态力求解方案

3．1 比例电磁铁数学模型

3．2 比例电磁铁瞬态力求解

3．2．1 比例电磁铁各元件磁材料特性的选择

3．2．2 比例电磁铁线圈激励源的编译和确定

3．3 比例电磁铁瞬态力计算设置

3．3．1 阶跃电信号激励源求解设置

3．3．2 正弦电信号激励源求解设置

3．4 比例电磁铁瞬态力仿真计算结果

3．4．1 脉冲激励源下瞬态磁力仿真计算结果

3．4．2 正弦激励源下瞬态磁力仿真计算结果

第4章 比例电磁铁磁力瞬态特性仿真分析和测试验证

4．1 比例电磁铁磁力动态特性仿真及其分析

4．1．1 阶跃激励源下比例电磁铁磁力的瞬态特性仿真结果及其分析

4．1．2 正弦激励源下比例电磁铁吸力的瞬态特性仿真结果及其分析

4．2 比例电磁铁磁力动态特性测试及其分析

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文