收藏本站
《太原理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

本质安全型电磁铁的优化设计

刘玉萍  
【摘要】:综采时代要求开发和应用新技术,研制出高性能、高可靠性的液压支架,新型的液压支架普遍具有电磁铁驱动的电液控制阀,以实现支架的自动动作。电液控制阀的使用提高了液压支架的自动控制水平和煤矿的生产效率。 电液控制阀由电磁先导阀和液控主阀组成,根据液压支架的所需功能不同,液压支架配备不同数量的电液控制阀控制液压支架的动作油缸,从而实现升降柱、推溜、拉架、移架等动作。目前煤矿使用的电液控制阀大部分依赖进口,维修成本和维修周期长。设计并制造出可靠的国产产品势在必行。 近几年关于本质安全型电磁阀和电磁铁的研究方法大部分集中在数值分析和有限元分析方面,且仿真多为静态磁场的仿真,关于暂态磁场仿真和温度场的研究较少,尚未掌握本质安全型电磁铁的设计理论。本文在分析传统的电磁铁设计方法的基础上,对传统的设计方法有所改进,融合了有限元软件仿真和优化设计方法,对电磁先导阀的国产化有一定的推动作用。 首先通过分析某成熟产品得出本质安全型电磁铁经验参数的选取原则。再结合电磁铁的初算公式设计一电磁铁,并通过优化设计及有限元仿真等环节,对部分尺寸做了分析和调整,得到最终的本安型电磁铁。最后通过试验验证设计的准确性和产品的可靠性。优化设计过程中选择电磁铁的最小能耗和最小体积为目标函数,选择线圈的温升、电磁铁的几何尺寸和电磁吸力等约束条件,优化设计电磁铁。 利用Ansoft maxwell2D/3D电磁有限元分析软件,进行了电磁铁的静态仿真、动态仿真和温度场仿真,得到了电磁铁的静态吸力曲线、动态力曲线、位移曲线、线圈电流变化曲线和衔铁运动速度曲线。温度场仿真的结果得到线圈温度场分布,通过改变部分结构尺寸,分析电磁铁性能对于关键尺寸的敏感性。并利用AMESim软件仿真电液控制阀,验证所设计电磁铁是否满足性能指标要求。 直流螺线管式电磁铁的磁路结构复杂,理论计算没有考虑导磁体的非线性和铁心的涡流和损耗,仅靠理论计算较难得到准确的电磁铁的性能参数,仿真是将产品理论样机进行的仿真,而电磁铁的材料、加工误差同样影响产品的性能,使其与设计值有所偏差。为了验证电磁铁的实际性能,本课题利用位移、力、加速度传感器与NI数据采集系统结合的测试方法。通过电磁铁静态性能试验、动态性能试验,验证了电磁铁设计的准确性,最终得到的电磁吸力与理论设计值有较小的偏差。 本课题不仅得到了某电磁铁的优化设计结果,也优化了设计方法本身,得到的结论同样适用于其他的小功率螺线管式电磁铁。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM574

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马飞;本质安全型电磁铁的关键性能分析[D];太原理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李勇;丁凡;李其朋;李其波;;电磁铁力特性测试系统的研究[J];传感技术学报;2007年10期
2 娄路亮;王海洲;;电磁阀设计中电磁力的工程计算方法[J];导弹与航天运载技术;2007年01期
3 刘飞,刘新正,张蕊;Matlab在电磁铁设计计算中的应用[J];低压电器;2004年07期
4 刘同娟,金能强;电磁铁瞬态特性的仿真研究[J];低压电器;2005年06期
5 刘潜峰;薄涵亮;秦本科;;直动电磁阀设计参数敏感性分析[J];核动力工程;2009年05期
6 王扬彬;徐兵;刘英杰;;基于Ansoft及AMESim的电磁铁动态特性仿真分析[J];机床与液压;2008年09期
7 刘博;;液压支架用电磁先导阀的设计[J];矿山机械;2009年15期
8 刘培云,戴智;电液控制系统在液压支架中的应用[J];矿业快报;2005年02期
9 刘远波;廉自生;;液压支架中的电液控制阀的动态特性分析[J];流体传动与控制;2009年03期
10 安林超;廉自生;;基于AMESim的安全阀动态特性优化仿真[J];流体传动与控制;2009年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王扬彬;液压支架电磁阀数值仿真研究[D];浙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冷汹涛;余自力;;双功率大行程液压千斤顶的结构设计及力学分析[J];安徽广播电视大学学报;2007年03期
2 金兆光,田华蕊;超高压油缸活塞密封设计与研究[J];鞍钢技术;1997年05期
3 李成志;液压AGC系统油液清洁度的控制[J];鞍钢技术;2001年04期
4 王东;曹卫彬;张鹏;;棉花喂入机械设计与研究[J];安徽农业科学;2011年08期
5 周合亭;;曹妃甸港翻车机液压系统的安装工艺[J];安装;2010年09期
6 杨举宪,潘亚秋;自锁紧液压制动器的优化设计[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
7 杜秋芳,周聚;比例阀应用[J];鞍山钢铁学院学报;1994年01期
8 智莹;一种新型的空气过滤器[J];鞍山师范学院学报;1997年04期
9 安瑞生,戴爱华,张金英;非封闭式液压传力装置工作原理及500kN实验装置的研制[J];北方交通大学学报;1994年01期
10 王志强;;针对液压缸活塞杆刮伤问题的改造[J];包钢科技;2005年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 虞召存;杜庆涛;;液压同步分流马达及其在钢铁厂应用中应注意的问题[A];“豫兴热风炉杯”2011曹妃甸绿色钢铁高峰论坛暨冶金设备管理经验交流会论文集会刊[C];2011年
2 李勇;彭卫东;;SCB60煤层气钻机的研制[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
3 张凯;李彦锁;;液压控制元件阀芯故障的分析诊断与维护方案[A];2011年第九届全国连铸学术会议论文集[C];2011年
4 黄超广;沈祖辉;谢怀强;;某型输油控制活门内部结构阻尼孔对其关闭时间的影响分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 宋茂信;;超高油压传感器标定液压源及标准计量装置[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
6 王新华;王思民;温燕杰;孙树文;;水压比例节流阀的频率特性仿真分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
7 林明;蔡增杰;朱武峰;;关于液压系统绿色维修几个问题的初探[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
8 韩新苗;聂松林;葛卫;刘谦;;先导式水压溢流阀静动态特性的仿真研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
9 叶鹏飞;郭勇;王勇刚;袁燕萍;;一种三位六通阀仿真分析研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 李少年;魏列江;王峥嵘;那焱青;;油液中气泡含量对高压叶片泵工作腔油液压力和叶片受力的影响[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅林坚;大流量高响应电液比例阀的设计及关键技术研究[D];浙江大学;2010年
2 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
3 安宝林;高频射弹撞击系统设计与试验研究[D];南京理工大学;2010年
4 王勇;基于蓄能器和组合功能加载油缸的安全阀试验技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
5 曹学鹏;深海电液比例液压源关键技术及工作特性研究[D];西南交通大学;2011年
6 张路;新型磁流变阻尼器及大跨度空间结构半主动控制体系研究[D];天津大学;2010年
7 刘小初;三级电液伺服阀特性及其控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 张德生;大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
9 王保明;液压支架关键元件内部流动及系统工作特性研究[D];中国矿业大学;2011年
10 刘玺;湿式双离合器自动变速器换档过程关键技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周宁;鳄鱼式液压剪切机及其控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
3 马兴瑞;船舶液压舵机系统中的流体噪声控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王东军;柴油机调速电磁执行器设计与测试研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李华君;电液控制液压支架用电磁先导阀的CFD分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 杨小聪;频率可调共振式液压滤波器研究[D];长沙理工大学;2010年
7 李文汇;电磁冲击器电磁场仿真与分析[D];昆明理工大学;2009年
8 尚鹏举;清筛机挖掘变幅机构的虚拟样机设计与分析[D];昆明理工大学;2010年
9 陈俊;钢卷翻转输送机的设计[D];昆明理工大学;2009年
10 路涛;路基边坡压实机压实装置的研究[D];中南林业科技大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李勇;丁凡;李其朋;李其波;;电磁铁力特性测试系统的研究[J];传感技术学报;2007年10期
2 娄路亮;王海洲;;电磁阀设计中电磁力的工程计算方法[J];导弹与航天运载技术;2007年01期
3 苏秀苹;陆俭国;刘帼巾;常伟;;小型直流电磁继电器温度场仿真分析[J];电工技术学报;2011年08期
4 王晓峰,唐武进,耿英三;利用ANSYS软件进行直流螺管式电磁铁温度场分析[J];电机电器技术;2002年06期
5 刘雨刚;沙宝银;王德成;齐中华;;电磁阀开启时二次动作原因分析[J];辽宁工程技术大学学报;2005年06期
6 左全璋;龚昱;左才科;;饱和磁路直流螺管电磁系统的计算方法(一)[J];华通技术;2004年04期
7 左全璋;龚旻;左才科;;饱和磁路直流螺管电磁系统的计算方法(二)[J];华通技术;2005年01期
8 陈伟;房彦伟;;电磁阀优化设计数学模型的建立与分析[J];机床与液压;2006年08期
9 赵文昌;;煤矿液压支架电液控制系统的研究[J];机电产品开发与创新;2009年06期
10 汪志刚,张敬国;基于有限元分析的电磁阀泄漏研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2003年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张宏;高压高水基液压阀的理论及设计方法研究[D];太原理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王扬彬;液压支架电磁阀数值仿真研究[D];浙江大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张军国,牟龙华,孟庆海,刘建华;电感性本质安全电路L/R的选择原则[J];安全与环境学报;2002年04期
2 吕彦军,麻永林,贺友多;求解Maxwell方程磁准静态问题的有限元公式[J];包头钢铁学院学报;1997年02期
3 吴安国;顽磁,剩磁;矫顽性,矫顽力[J];磁性材料及器件;2001年05期
4 钱家骊;电磁铁吸力公式的讨论[J];电工技术杂志;2001年01期
5 白志红,周玉虎;电磁铁的动态特性的仿真与分析[J];电力学报;2004年03期
6 蔡利新;;本安电路参数设计及元件要求简介[J];电气防爆;2008年03期
7 娄杰,李庆民,赵彤,张忠蕾;电磁铁动态吸力公式的一种推演及动态运动过程分析[J];低压电器;2005年11期
8 蔡忠勇;ODVA China召开第一届年会[J];低压电器;2001年04期
9 孙海燕,王卫京,毛在砂;各向异性k-ε湍流模型在Rushton桨搅拌槽三维流场整体数值模拟中的应用[J];化工学报;2002年11期
10 杨祚新;电磁铁应用设计计算方法[J];机床电器;1996年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王芳;基于CFD的高水基先导阀流场的数值模拟[D];太原理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陶志鹏;;压电直线电动机主要参数的选择[J];微电机;1980年04期
2 陈贵荣,常文森,尹力明;磁悬浮列车悬浮电磁铁设计研究[J];国防科技大学学报;1993年04期
3 戴月红;;高速开关数字阀的电磁铁设计[J];机械制造与自动化;2011年05期
4 陈德桂,郑士泉;盆锥式螺管电磁铁吸力特性的有限元分析[J];低压电器;1987年01期
5 王扬彬;徐兵;刘英杰;;基于Ansoft及AMESim的电磁铁动态特性仿真分析[J];机床与液压;2008年09期
6 陈贵荣;李云钢;程虎;;钕铁硼永磁体在磁悬浮技术中的应用[J];稀土;2007年06期
7 陈德桂;直流螺管电磁铁最佳设计的方法与程序[J];低压电器;1981年01期
8 钱秀英,倪光正;螺管式电磁铁吸力特性的数值分析[J];西安交通大学学报;1983年02期
9 姚云甫;;大尺寸钕铁硼压制垂直取向电磁铁设计方法讨论[J];磁性材料及器件;1991年02期
10 郭保全;彭峰生;潘玉田;解志坚;;扣机电磁铁优化设计[J];火炮发射与控制学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于建秀;赵雷;周春兰;李海玲;刁宏伟;任丙彦;王文静;;用于HIT太阳电池的ZAO/Ag/ZAO复合透明导电膜优化设计[A];第十届中国太阳能光伏会议论文集:迎接光伏发电新时代[C];2008年
2 简浩;顾国荣;陈晖;;深基坑支护工程咨询及优化设计[A];全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2003年
3 叶宏武;;安全气囊排气孔的优化设计[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
4 王秀丽;蔡建辉;;变电站人字形柱节点有限元分析及改进研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
5 李国金;;排水管网的优化设计理论探讨——将树形结构理论应用于污水管网设计[A];全国给水排水技术信息网2009年年会论文集[C];2009年
6 王伟;许卫锴;;优化设计教学实践与探索[A];土木建筑教育改革理论与实践[C];2009年
7 吴飞鹏;陈德春;蒲春生;;低压低产油井间歇抽油分析与设计[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
8 何瑞;王志瑾;;基于Patran/NaStran的复合材料层合板分区域开口补强优化设计[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 郭庆;李希宝;;优化设计钻孔在防突中的应用[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
10 刘么和;陈源;熊健民;;基于智能算法的声子晶体带隙优化设计[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王之魁;创建本质安全型企业要抓关键[N];中国安全生产报;2006年
2 记者 张彬彬;建设本质安全型高产高效矿井[N];吉林日报;2006年
3 但汉求 鲁吾 王厚启;致力本质安全[N];科技日报;2007年
4 梁勇;祁东矿倾力打造本质安全型环境[N];经理日报;2008年
5 特约记者李旭江 记者李建义;长治县打造“本质安全型企业”[N];长治日报;2009年
6 王海波 马红芳;司马煤业大力提升本质安全型矿井建设[N];长治日报;2009年
7 山东新矿集团华丰煤矿党委书记 于洪军;打造“本质安全型”矿工的实践与启示[N];经理日报;2009年
8 本报记者 李保同 通讯员 李勇斌;种好“试验田” 当好“排头兵”[N];长治日报;2009年
9 特约记者李文忠 记者崔勇;武乡县全力创建本质安全型县[N];长治日报;2009年
10 邓焕彦 孙婕 韩小红;沁源县全力打造本质安全型县[N];长治日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周海波;磁悬浮直线运动系统的设计与控制研究[D];中南大学;2010年
2 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
3 王新坤;微灌管网水力解析及优化设计研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
5 郑银环;汽车钢板弹簧计算模型研究[D];武汉理工大学;2005年
6 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000年
7 徐志科;行波型超声波电机的模型仿真与试验研究[D];东南大学;2005年
8 黄茂杨;柴油机高压共轨燃油喷射系统[D];东南大学;2005年
9 焦安军;换热器入口物流分配特性研究与优化设计[D];西安交通大学;2002年
10 马继东;原条量材优化决策系统的研究[D];东北林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘玉萍;本质安全型电磁铁的优化设计[D];太原理工大学;2011年
2 马飞;本质安全型电磁铁的关键性能分析[D];太原理工大学;2012年
3 刘强;电磁铁性能及其测试系统的研究[D];东北大学;2008年
4 韩亮;多绕组磁场发生装置设计与研究[D];合肥工业大学;2012年
5 傅宗纯;电磁铁斩波器及其力控制系统研究[D];西南交通大学;2010年
6 雷大双;高温超导EMS混合悬浮试验车悬浮控制系统研究[D];西南交通大学;2012年
7 方惠娟;磁力轴承向心力的实验测定与计算方法研究[D];武汉理工大学;2011年
8 吕振军;插装式三通比例减压阀研究[D];浙江大学;2011年
9 郑宇;物体磁悬浮三维空间运动电气控制系统若干问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 张青苗;径向变量柱塞泵/马达用高速开关阀及其电磁铁的研究[D];浙江大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026