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《浙江大学》 2009年
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低功耗比例电—机械转换器关键技术研究

李勇  
【摘要】:比例电-机械转换器作为电液伺服/比例阀的核心部件,在国防及民用工业如航空航天、军事、机床、矿山、冶金和工程机械等领域的电液控制系统中起着重要作用。随着工业可持续发展节能要求的不断提高,对比例电-机械转换器的性能提出了更高更多方面的要求。降低比例电-机械转换器的功耗,可以降低成本和线圈温升,提高工作稳定性,特别适用于航空航天、深海、野外等电力供应不便领域工程中的应用,是目前电-机械转换器研究的一个热点。低功耗比例电-机械转换器的研究将有助于更好地满足市场需求和可持续发展节能要求。 本文以低功耗比例电-机械转换器关键技术为研究对象,采用理论分析、解析计算、数值仿真和试验研究相结合的方法,对低功耗比例电-机械转换器关键技术进行了系统、深入的研究。采用减小轴向非工作气隙和引入双径向工作气隙的低功耗策略,提出了低功耗耐高压单向比例电磁铁的新结构;并在此低功耗策略的基础上,采用永磁偏置磁通和控制磁通差动工作方式,提出了低功耗耐高压双向线性力马达的新结构;通过磁路分析和磁场有限元仿真,分别阐述了结构参数的作用机理及具体匹配关系。低功耗耐高压单向比例电磁铁的试验结果表明其额定行程为1.4 mm,额定输出力为96 N,线性度高,滞环小,具有良好的动态特性,额定稳态功耗仅为9.5 W,线圈温升低。低功耗耐高压双向线性力马达的试验结果表明其额定行程为±1 mm,额定输出力为±100 N,具有10 N/mm的正磁弹簧刚度,线性度高,滞环小,具有良好的动态特性,额定稳态功耗仅为8.3 W,线圈温升低。作为低功耗耐高压单向比例电磁铁的实例应用,成功地研制了一种低功耗先导式溢流阀,并对其稳态和瞬态特性进行了仿真与试验研究。 有关各章内容分述如下: 第一章从电液伺服/比例阀用电-机械转换器和电磁阀低功耗技术应用的角度出发,探讨了低功耗比例电-机械转换器关键技术的研究进展,分析总结了阀用电-机械转换器的结构和低功耗特点以及发展趋势。 第二章基于动铁式电-机械转换器的功能转换关系及其效率分析,概述了多种降低功耗的方法;针对典型动铁式比例电-机械转换器的结构特点,提出了低功耗策略,并在单向比例电磁铁和双向线性力马达的具体耐高压结构中得到了应用。 第三章建立了两种低功耗耐高压比例电-机械转换器的磁路分析模型,分别得出了静态输出力表达式,初步分析了结构参数或磁路参数对静态力特性的影响;建立了有限元数值分析模型,通过仿真详细阐述了结构参数的作用机理,结合磁路分析结果明确了两种低功耗耐高压比例电-机械转换器的具体结构参数,并阐述了其工作特点;分析研究了电磁机构的能量损耗组成、成因、理论计算方法以及线圈温升特性。 第四章介绍了力特性测试系统的组成、原理、误差分析和试验方法,分析了放大器性能及测试方法对测试结果的影响;基于搭建的力和位移特性测试系统,获得了两种低功耗耐高压比例电-机械转换器的静动态特性试验结果,并与仿真结果作了对比;试验研究了两种低功耗耐高压比例电-机械转换器的功耗及线圈温升特性。 第五章作为低功耗耐高压单向比例电磁铁的应用实例,研制了一种低功耗先导式溢流阀;建立了该溢流阀的仿真模型,通过仿真获得其稳态和瞬态特性,并探讨了低功耗单向比例电磁铁的结构和性能参数对溢流阀稳态特性的影响;建立了压力控制阀试验台,获得低功耗先导式溢流阀的稳态特性和瞬态特性试验结果,并与仿真结果作了对比。 第六章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和方向。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TH137.52

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1 刘亚丕,何时金,包大新,任旭余;永磁材料的发展趋势[J];磁性材料及器件;2003年01期
2 刘亚丕,何时金,包大新,任旭余;软磁材料的发展趋势[J];磁性材料及器件;2003年03期
3 翟百臣,赵岩,李洪文,陈涛;PWM功率放大器在直流伺服系统中的应用[J];电光与控制;2005年02期
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5 师明义,左全璋,郑联喜,李家兴,左才科,王章启;双稳态磁路永磁操动机构控制方案的选择[J];高压电器;2001年06期
6 王伯良;;无力矩马达电液伺服阀[J];测控技术;1989年03期
7 李松晶,梁慧敏,刘茂恺,许耀铭;采用极化电磁机构的节能电磁换向阀[J];机床与液压;1997年05期
8 宫文斌,刘昕晖,孙延伟;电液比例PWM控制方法[J];吉林大学学报(工学版);2003年03期
9 路甬祥;流体传动与控制技术的历史进展与展望[J];机械工程学报;2001年10期
10 沈传亮,程光明,杨志刚,鄂世举,周淼磊;新型直动式压电伺服阀[J];机械工程学报;2004年09期
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1 黄时炜;比例—高速双向复合电磁铁的研究[D];浙江大学;2006年
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1 李四年,李厚祥,肖岸纯;尼龙1010/石墨梯度材料涂覆汽车花键轴的研制[J];工程塑料应用;2004年09期
2 郭选政;姚亚峰;李延召;;PA66聚合釜底阀电气控制系统的改进[J];工程塑料应用;2006年08期
3 俞鸿斌;;变频器在注塑机调速系统中的节能分析及应用[J];工程塑料应用;2007年07期
4 朱久运;吴迺陵;;金属探测门的探测部分设计[J];安防科技;2006年12期
5 刘宝权;李继业;;冷轧机液压AGC系统动态模拟[J];鞍钢技术;2006年02期
6 李延红;;具有生物活性的羟基磷灰石及其复合材料的研究进展[J];安徽化工;2006年06期
7 王幼民;溢流阀动态刚度最优控制[J];安徽工程科技学院学报;2002年01期
8 王幼民;电液伺服阀结构参数优化[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期
9 冯忆艰,桂长林,孙军;功能梯度材料及其在内燃机燃烧室中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
10 王幼民,唐铃凤,唐凌霄;金属带式无级变速器的发展历史、研究现状与展望[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年02期
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1 李艳杰;张昱;;基于AMESim的B型液压半桥与液压系统仿真[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 王传礼;丁凡;许贤良;彭天好;;伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的有限元分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
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5 谭林;周东平;;非接触式IC卡与读卡机具之间兼容性问题解决方法探讨[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
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7 银永发;贺才富;;高分子“PVF”微滤功能膜的研制生产与开发应用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年
8 苑舜;徐家贺;于力;;大容量真空断路器永磁操动机构的研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
9 崔凤玲;;中厚板轧机厚度控制系统的研究[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
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3 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
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6 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
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10 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
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1 杨青;La-Sr-Fe-Mn-O体系化合物及Pr-K-Fe-Mo-O体系化合物的合成及表征[D];河北大学;2007年
2 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
3 曹晶晶;烧结NdFeB永磁材料化学镀Ni-Co-P合金防护层研究[D];河南理工大学;2010年
4 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
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6 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
7 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
8 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
9 张传晖;煤矿架空乘人装置的系统研究[D];山东科技大学;2010年
10 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
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1 王尚勇,蔡社民,程昌圻;柴油机电控燃油系中的高速电磁阀设计[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1996年02期
2 马源,马彪;车辆冷却风扇调速技术的现状和发展[J];车辆与动力技术;2003年02期
3 张明珠;;基于PLC实现的电液比例控制系统线性化调节的方法[J];北京工业职业技术学院学报;2007年03期
4 徐捷,韩秀坤,张幽彤,程昌圻;高速数字开关阀在柴油机电控技术中的应用[J];北京理工大学学报;1994年01期
5 唐中一,符欲梅,汪永超;PWM气动调压阀数学模型的建立、仿真及实验研究[J];重庆钢铁高等专科学校学报;1997年02期
6 刘亚丕,何时金,包大新,任旭余;永磁材料的发展趋势[J];磁性材料及器件;2003年01期
7 刘亚丕,何时金,包大新,任旭余;软磁材料的发展趋势[J];磁性材料及器件;2003年03期
8 齐凤春;永磁材料的磁稳定性[J];磁性材料及器件;1998年05期
9 卢启龙,欧阳明高;电控柴油喷射用高速强力电磁阀的结构设计与功率驱动[J];车用发动机;1996年03期
10 李红艳,赵雨东;发动机无凸轮轴气门驱动的研究与进展[J];车用发动机;2001年02期
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1 程灿军;谭志强;;电液数字控制系统在板带纠偏控制中的应用[A];2010钢材质量控制技术、形状、尺寸精度、表面质量控制与改善学术研讨会文集[C];2010年
2 李卫;冯海波;;稀土永磁材料研究进展[A];首届中国包头·稀土产业发展论坛专家报告集[C];2009年
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1 王剑鹏;50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究[D];吉林大学;2011年
2 苏文献;承压设备强度数值模拟若干问题及其工程应用研究[D];浙江大学;2003年
3 王传礼;基于GMM转换器喷嘴挡板伺服阀的研究[D];浙江大学;2005年
4 孟爱华;脉冲喷射开关阀理论及其在BCP应用中的研究[D];浙江大学;2006年
5 周盛;液压自由活塞发动机运动特性及其数字阀研究[D];浙江大学;2006年
6 李其朋;直动式电液伺服阀关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
7 崔剑;回转直动式电液伺服阀关键技术研究[D];浙江大学;2008年
8 许明;基于能量调节的电液变转速阀控马达驱动系统研究[D];浙江大学;2009年
9 刘金榕;基于高速电液阀的变气门执行系统关键技术研究[D];浙江大学;2009年
10 王飞;ZL50型装载机动力舱空气流动与换热分析[D];吉林大学;2010年
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1 王凯;50型轮式装载机液压系统工作特性与能耗分析[D];吉林大学;2011年
2 史勇;基于电液比例阀的液压试验台加载系统研究[D];长安大学;2011年
3 熊瑛;电液比例溢流阀的MATLAB仿真[D];武汉科技大学;2011年
4 邹正佳;2D数字阀及电―机械转换器的研究[D];浙江工业大学;2010年
5 武亮;变耦合系数时栅位移传感器研究[D];重庆理工大学;2011年
6 张志霄;自然油循环电力变压器线圈冷却结构换热性能研究[D];河北工业大学;2000年
7 金国庆;新型压电式高速开关阀的研究[D];江苏大学;2003年
8 涂富田;全自动轮对压装机的研制[D];西南交通大学;2004年
9 吴嵩;电液控制冲击试验机液压系统的研究[D];浙江大学;2004年
10 林锐;高速开关阀的研究及数字仿真[D];武汉理工大学;2005年
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1 邱宇;何毅斌;张成;肖茜元;;高速电磁阀电磁铁的研究与开发[J];机电工程;2014年08期
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1 高锋军;汽油HCCI发动机电控液压气门性能及仿真研究[D];吉林大学;2013年
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1 董盛昕;开关阀控双作用式气动阀门定位器控制研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 孟俊贤;水液压数字开关阀的特性研究[D];华中科技大学;2013年
3 潘学松;超高压接触器防弹跳缓冲系统的研究[D];浙江大学;2014年
4 王雪菲;制动单元控制算法的研究[D];西南交通大学;2014年
5 张军磊;机车制动系统关键模块仿真研究[D];西南交通大学;2014年
【二级参考文献】
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1 黄挚雄,李志勇,危韧勇;智能功率模块IGBT-IPM及其应用[J];半导体技术;2002年09期
2 黄官升,丁华荣,杨青;高速响应电磁阀的研究[J];兵工学报;1998年02期
3 林鹤云,周鹗,黄建中,蒋全;开关磁阻电机磁场有限元分析与铁耗计算[J];电工技术学报;1996年01期
4 武安波,王建华,耿英三,陈德桂;接触器用交流电磁铁三维磁场分析和静特性优化[J];电工技术杂志;2002年06期
5 李翼,王小海,赵云峰;基于DSP的高速间歇式同步摄影控制系统[J];电光与控制;2003年04期
6 袁军;黄心汉;;基于神经网络直流PWM伺服系统自适应控制[J];电气自动化;1994年05期
7 沈榆如;线性直流比例电磁铁[J];低压电器;1991年02期
8 H.Murrenhoff,吴根茂;液压控制技术发展趋势──第1部分 元件与传动装置[J];工程设计;1997年03期
9 钱家骊,徐国政,窦晓峰;中压断路器用永磁机构中线圈不同布置的分析[J];高压电器;2000年02期
10 游一民,郑军,罗文科;永磁机构及其发展动态[J];高压电器;2001年01期
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1 王传礼;基于GMM转换器喷嘴挡板伺服阀的研究[D];浙江大学;2005年
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1 魏勤;开关电源中高频变压器磁路分析方法[J];山东通信技术;1995年02期
2 薛东江;电磁路分析中相似法应用的探讨[J];攀枝花大学学报;1997年01期
3 曹剑;真空断路器磁力驱动机构的静态磁路分析[J];兵工自动化;2004年04期
4 杨树兴;气动高速开关阀用电磁铁研究[J];机床与液压;1997年06期
5 朱熀秋;陈艳;谢志意;邬清海;陈佳驹;;磁悬浮轴承结构与磁路分析[J];机械设计与制造;2007年06期
6 王昊;史小梅;;磁流变阻尼器的磁场分析[J];液压与气动;2009年12期
7 杜钦君;永磁激磁直流发电机的研究与设计[J];农业机械学报;2004年01期
8 张海兵;刘晓星;王大伟;;磁阻电机磁导分量的迭代计算[J];微特电机;2006年06期
9 赵善彪;李晓钟;张天孝;;基于ANSYS的位标器陀螺磁路分析[J];弹箭与制导学报;2008年01期
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7 王淑红;肖旭亮;熊光煜;;恒力特性直流电磁铁的计算分析[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
8 白志红;周玉虎;熊光煜;;电磁铁的动态特性的仿真模型与计算分析[A];2004年全国直线电机学术年会论文集[C];2004年
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1 杨小卫;磁流变减振器磁路分析及磁流变半主动悬架控制策略研究[D];江苏大学;2007年
2 陶果;新型横向磁场永磁电力推进电动机的研究[D];清华大学;2007年
3 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
4 满军;耐高压高速开关电—机械转换器关键技术研究[D];浙江大学;2011年
5 孙志远;基于磁力耦合法建筑钢材料应力检测技术研究[D];中国地震局工程力学研究所;2012年
6 杨志轶;飞轮电池储能关键技术研究[D];合肥工业大学;2002年
7 窦一平;组合励磁稀土永磁同步发电机的设计研究[D];南京航空航天大学;2002年
8 向忠;气动高速开关阀关键技术研究[D];浙江大学;2010年
9 赵佳;高温超导直线感应电机设计研究[D];北京交通大学;2012年
10 陈飞;磁流变液制备及动力传动技术研究[D];中国矿业大学;2013年
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1 钟永佳;薄壁滚筒式磁力传动的初步研究[D];北京化工大学;2010年
2 邵万里;精密电磁力平衡传感器设计[D];湖南大学;2012年
3 潘巍;V型内置混合式转子可控磁通永磁电机的分析及控制[D];天津大学;2006年
4 姚晓武;汽车燃油系统比例电磁阀关键技术的研究[D];浙江大学;2007年
5 顾郑强;超磁致伸缩复合棒换能器研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
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7 李宜霞;基于高磁感永磁材料的动圈式伺服阀研究[D];武汉科技大学;2006年
8 李松;新型三相径向驱动式啮合电机结构设计与仿真[D];北京邮电大学;2011年
9 陈卓;环形球栅扭矩传感器的结构分析与原理研究[D];重庆大学;2011年
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