水基高速开关阀动静态特性研究

来源：机床与液压杂志2024年第15期北京时间：

作者：李智源，王伟，卢德来，廖瑶瑶，廉自生

单位：太原理工大学机械与运载工程学院；北京天玛智控科技股份有限公司；北京天玛智控科技股份有限公司；太原理工大学机械与运载工程学院；太原理工大学机械与运载工程学院

摘要：为了研究水基高速开关阀的动静态特性，以一款水基高速开关阀电磁铁为研究对象。阐述其结构及工作原理，在Ansoft Maxwell软件中搭建电磁铁仿真模型；通过研究平面形磁极和锥面形磁极的稳态电磁力的大小，得到该水基高速开关阀电磁铁更适合采用平面形磁极，且得到稳态电磁力与半锥角θ之间的关系；加入隔磁环对环路磁通进行优化，并分析隔磁环结构参数对电磁力的影响规律，根据仿真结果及生产工艺确定了隔磁环的最优参数；最后针对电磁铁滞后时间长、响应频率低的问题，提出一种复合PWM控制策略来提升电磁铁的动态特性。根据仿真和试验结果，电磁铁滞后时间缩短了15.8 ms，响应频率由29 Hz提升到了40 Hz。

关键词：高速开关阀;电磁铁;力位移特性;动态响应

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目(51905368);中国煤炭科工集团科技创新创业基金(2021TM024-J1)