德國FESTO電磁閥電-機械轉(zhuǎn)換器動態(tài)特性研究

德國FESTO電磁閥電-機械轉(zhuǎn)換器動態(tài)特性研究
德國FESTO電磁閥電-機械轉(zhuǎn)換器工作原理分析的基礎(chǔ)上，采用了理論建模、仿真分析的方法，得出了在PWM驅(qū)動情況下電-機械轉(zhuǎn)換器不同的繞組電流、電感、感應(yīng)電動勢、銜鐵位移和速度以及電磁力的響應(yīng)曲線。通過與試驗的電流響應(yīng)曲線相對比分析:該電-機械轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單、可靠，電流響應(yīng)速度大約為0.5ms，zui大輸出位移0.2mm，仿真結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致。

　　德國FESTO電磁閥作為電液控制回路中的導(dǎo)控制元件，其動態(tài)特性對電液控制的有著重要的影響。本文從電-機械轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，通過AnsoftMaxwell和Simplorer聯(lián)合仿真，對所提出的電-機械轉(zhuǎn)換器直流驅(qū)動與PWM驅(qū)動下動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了研究，并將仿真得到的電流響應(yīng)與試驗結(jié)果分析比較，以驗證仿真結(jié)果的正確性，并為確定合理的結(jié)構(gòu)及電氣參數(shù)提供了依據(jù)。

　　1、結(jié)構(gòu)及工作原理

　　德國FESTO電磁閥結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)繞組的通電電流不斷增大時，銜鐵受電磁力也不斷增大，當(dāng)銜鐵所受電磁力大于閥芯所受負(fù)載力的總和時，銜鐵帶動芯軸移動，芯軸推動閥芯向右移動，閥芯的移動進(jìn)而可以調(diào)整電磁閥進(jìn)油口或者排油口的開度，就可以控制排油口的流量，進(jìn)而可以控制輸出端的壓力。另外，通過調(diào)整左端的調(diào)整彈簧，可以調(diào)整不同的比例電磁閥溢流壓力值。

1.閥芯 2.閥芯導(dǎo)向環(huán) 3.前磁軛 4.芯軸前導(dǎo)向環(huán) 5.繞線筒 6.繞組 7.銜鐵 8.芯軸 9.套筒 10.后磁軛 11.芯軸后導(dǎo)向環(huán) 12.彈簧 13.殼體 14.調(diào)節(jié)螺釘

德國FESTO電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

德國FESTO電磁閥電-機轉(zhuǎn)換器具有裝配零件少、結(jié)構(gòu)簡單可靠且該比例電磁閥的功耗小等特點�？梢詫崿F(xiàn)比例電磁閥的高速響應(yīng)。通過理論分析、模型仿真分析的方法，研究了該電-機械轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在PWM驅(qū)動下的動態(tài)響應(yīng)特性，通過與試驗結(jié)果相比較，其電流響應(yīng)曲線動態(tài)響應(yīng)曲線基本吻合，高電-機械轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)時間約為0.5ms，zui大位移為0.2mm。通過此吻合數(shù)據(jù)曲線，可以提出電磁鐵鐵芯的移動量及電感值隨電流變化的趨勢正確。則該仿真模型能夠反映真實物理模型的相關(guān)物理量的變化，為后續(xù)設(shè)計提供理論指導(dǎo)。