音圈电机直驱高速开关阀动态特性研究

发布时间：2024-02-18 04:12

　　为满足水下作业设备的小型化和环境相容性的要求,针对国内水压环境下高速开关阀研究较少的现状,提出了一种音圈电机直驱高速开关阀。通过建立音圈电机直驱高速开关阀的一系列相关动态模型,采取AMESim批处理方法和遗传算法分别对比分析高速开关阀主要结构的单参数与多参数变化对其动态特性的影响,从而实现结构的优化,提高其动态性能。结果表明,基于遗传算法多参数影响关系得到的音圈电机直驱高速开关阀主要结构参数的变化趋势与单参数优化结果基本一致;而且经过多参数优化提高了音圈电机直驱高速开关阀动态性能,缩短了响应时间。

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【部分图文】：

图1音圈电机直驱高速开关阀结构原理图

发达国家很早就着手对高速开关阀进行了研究,最早的高速电磁开关阀可以追溯到英国的Helenoid阀[8]和Colenoid阀[9]。此后,日本开发一种适用于油压环境、小流量的HS-G01-AR型高速开关阀[10]。HainkC.Tu[11]设计了一种广泛应用于高速换向、高速激振....

图2音圈电机直驱高速开关阀工作原理图

在开关阀中,音圈电机正向通电,动子线圈带动锥阀阀芯向下运动,阀口关闭,如图2a所示;音圈电机反向通电,动子线圈带动锥阀阀芯向上运动,阀口开启,如图2b所示。在开关阀处于关闭或开启状态时,由于A1面积(出口处阀芯的环形面积)与A2(阀芯锥面)轴向投影面积相等,故高压水作用在A1面与....

图3音圈电机直驱高速开关阀AMESim动态仿真模型图

音圈电机直驱高速开关阀本体关键结构的参数变化能令其动态性能产生很大波动。为了提高开关阀的响应速度,需要先对其本体主要结构参数进行优化分析并通过AMESim软件建立了其AMESim动态仿真模型,如图3所示。通过改变音圈电机直驱高速开关阀AMESim动态仿真模型关键结构参数(如阀芯直....

图4不同阀芯直径下高速开关阀出口流量与时间关系

为满足系统对高速开关阀的流量要求,将锥面阀芯直径起始值设定为7～10mm。在其他参数不变的情况下得到的开关阀出口流量Q与时间t关系和位移x与时间t关系分别如图4、图5所示。图5不同阀芯直径下高速开关阀位移与时间关系

本文编号：3901878