電磁閥設(shè)計(jì)中電磁力的工程計(jì)算方法-圖文

萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)44導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)2007年應(yīng)強(qiáng)度。參考文獻(xiàn)【2】,電磁鐵中用到的工業(yè)純鐵和軟磁合金的磁化曲線如圖5所示。2.21.8—_裔1.41.0O.6—55152535H/kA?lit一‘圖5導(dǎo)磁材料的磁化吐線對于圖2所示結(jié)構(gòu),采用軸對稱磁位矢量分析模型,計(jì)算時(shí)分別考慮工業(yè)純鐵和精密導(dǎo)磁合金磁化曲線的非線性特征。為了得到較為精確的計(jì)算結(jié)果,取四節(jié)點(diǎn)雙線性等三單元進(jìn)行計(jì)算,考慮到氣隙處結(jié)構(gòu)較小,并且此處需要精密分析,有限元離散時(shí)在此處加密網(wǎng)格,得到的有限元計(jì)算模型如圖6所示。對于圖6a所示結(jié)構(gòu),左部邊界為旋轉(zhuǎn)軸,施加軸對稱邊界條件,線圈部位施加電流密度‘,邊界條件(電流密度定義為線圈安匝數(shù)與線圈截面積之比,其余與外界接觸的邊界認(rèn)為漏磁很少,假定最外面的磁力線與邊界重合。圖6b、圖6c分別是采用有限元方法得到的磁力線和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布。a有限元模型b磁力線分布c磁感應(yīng)強(qiáng)度B分布圖6有限元計(jì)算模型及得到的計(jì)算結(jié)果以上計(jì)算過程考慮導(dǎo)磁材料非線性,如果按照恒定導(dǎo)磁率計(jì)算,分別取兩種材料的導(dǎo)磁率為3.1×10刁H/A和1.5×10一H/A,得到的磁力線及磁感應(yīng)強(qiáng)度分布見圖7。圖6、圖7兩種情況對應(yīng)的電磁力分別為118.6N和165.8N,但通過磁場分析結(jié)果來看,銜鐵和擋鐵處的磁感應(yīng)強(qiáng)度已經(jīng)超過該材料的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,因此,采用線性模型計(jì)算得到的結(jié)果偏高。2.4各種計(jì)算結(jié)果的比較在電磁鐵組件加工完畢后,通常采用測量砝碼懸重的方法考核電磁力指標(biāo)。一般情況下,為了保證設(shè)計(jì)可靠性,通常在極限電壓下測量電磁鐵吸力,表5為在24V條件下的試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果的對比。萬方數(shù)據(jù)第１期婁路亮等電磁閥設(shè)計(jì)中電磁力的工程計(jì)算方法４５ａ）磁力線分布ｂ）磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ分布圖７不考慮導(dǎo)磁材料的非線性得到的計(jì)算結(jié)果表５計(jì)算電磁力與實(shí)測數(shù)值比較經(jīng)驗(yàn)公式工作狀態(tài)實(shí)測值Ｋｒ＝２．５肛３．５１５４．９磁路分割法Ｋｒ＝４．５９３．９７有限元法線性模型１６５．８非線性模型１１８．６２４Ｖ、２０Ｑ、氣隙０．５ｍｍ１１７．６３０３．６９３．７分布，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性也最高，適合在工程設(shè)計(jì)與通過表５的對比結(jié)果可以看出：采用非線性有限元模型計(jì)算得到的電磁力與實(shí)測值之間的誤差最小，采用有限元方法同時(shí)可以得到整個(gè)空間的磁力線分布、磁路各處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，有利于磁力計(jì)算與磁路優(yōu)化。參考文獻(xiàn)優(yōu)化中推廣使用。通過對型號產(chǎn)品的分析，發(fā)現(xiàn)套筒對磁路磁阻影響較大，如果能夠?qū)?dǎo)磁材料與非導(dǎo)磁材料連接到一起，降低磁路的非氣隙處磁阻，可以優(yōu)化電磁鐵結(jié)構(gòu)。３結(jié)論本文介紹了３種工程上常用的計(jì)算電磁鐵吸力的計(jì)算方法，就方法的難易程度來講，經(jīng)驗(yàn)公式估算最為簡單，但是估算精度受參數(shù)選取影響非常大，對于有豐富電磁鐵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員可以采用；而磁路分割法物理意義明確，關(guān)鍵需要準(zhǔn)確估算磁路各處的磁導(dǎo)及磁通，該方法能夠確定磁勢降低的主要部位，可以在電磁鐵設(shè)計(jì)初期進(jìn)行磁力估算，缺點(diǎn)是不能考慮磁性材料的非線性特征及精確計(jì)算磁阻及漏［１］林其壬，趙佑民．磁路設(shè)計(jì)原理［Ｍ】．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，１９８７．【２】李泉鳳．電磁場數(shù)值計(jì)算與電磁鐵設(shè)計(jì)［Ｍ］．ｊＥ京：清華大學(xué)出版社，２００２．【３】錢家驪．電磁鐵吸力公式的討論ｆＪ】．電工技術(shù)，２００１（１）：５９－６０。［４】安琳，劉志珍，趙琳．電磁閥的有限元法磁場分析及吸力計(jì)算［Ｊ］山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），２００４，３４（６）：２７．３１．［５】付文智，李明哲，鄧玉山．直流電磁鐵磁場和牽引力的數(shù)值模擬【Ｊ】．機(jī)械學(xué)報(bào)，２００５，３６（２）：１００—１０３．【６】ＴａｏＧＣｈｅｎ，ＨＹＨｅＺＢ．Ｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｏｆｆｉｅｌｄｏｆａｌｌｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｌｅｎｏｉｄｖａｌｖｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ磁；有限元方法能夠考慮磁性材料的非線性特征，能夠較為精確地計(jì)算出漏磁效應(yīng)及整個(gè)磁路空間的磁場Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００２，１２９（１—３）：５５５—５５８．萬方數(shù)據(jù)電磁閥設(shè)計(jì)中電磁力的工程計(jì)算方法作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：婁路亮，王海洲，LouLuliang，WangHaizhou北京宇航系統(tǒng)工程研究所,北京,100076導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù)MISSILESANDSPACEVEHICLES2007(15次參考文獻(xiàn)(6條1.林其壬.趙佑民磁路設(shè)計(jì)原理19872.李泉鳳電磁場數(shù)值計(jì)算與電磁鐵設(shè)計(jì)20023.錢家驪電磁鐵吸力公式的討論[期刊論文]-電工技術(shù)2001(014.安琳.劉志珍.趙琳電磁閥的有限元法磁場分析及吸力計(jì)算[期刊論文]-山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版2004(065.付文智.李明哲.鄧玉山直流電磁鐵磁場和牽引力的數(shù)值模擬[期刊論文]-機(jī)械學(xué)報(bào)2005(026.TaoGChen.HYHeZBOptimaldesignofthemagneticfieldofahigh-speedresponsesolenoidvalve[外文期刊]2002(1-3引證文獻(xiàn)(5條1.張賢彪.尚雅玲引信電磁保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)小型化影響因素分析[期刊論文]-探測與控制學(xué)報(bào)2009(42.張齊基于Ansoft的比例電磁鐵電磁力的有限元分析[期刊論文]-沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2009(33.劉學(xué).李佳基于有限元分析法的靜磁場磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)[期刊論文]-機(jī)械工程師2009(64.郭如鵬.婁建勇.韓雪梅.孫開鋒.趙寬明魚雷用2種