本文關(guān)鍵詞：二維（2D）電液伺服閥用濕式力矩馬達的研究

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【摘要】：電液伺服閥是電液伺服系統(tǒng)的核心元件,其性能好壞直接決定了伺服系統(tǒng)的功能及其相關(guān)特性能否實現(xiàn)。浙江工業(yè)大學(xué)發(fā)明的2D數(shù)字伺服閥以其結(jié)構(gòu)簡單、精度高、響應(yīng)速度快、抗污染能力強等諸多優(yōu)點,目前已成功應(yīng)用在航空航天及軍工領(lǐng)域。本文設(shè)計的濕式力矩馬達是在成熟的2D數(shù)字伺服閥的基礎(chǔ)上進行的創(chuàng)新研究。新型的濕式力矩馬達作為2D電液伺服閥的電機械轉(zhuǎn)換器,將力矩馬達的輸出軸與閥芯合為一體,通過力矩馬達的旋轉(zhuǎn)運動帶動伺服閥閥芯的軸向運動,從而實現(xiàn)對流量的伺服控制。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)電液伺服閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計。電液伺服閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括閥體,傳感器以及電機械轉(zhuǎn)換器三個部分,重點為電機械轉(zhuǎn)換器濕式力矩馬達的結(jié)構(gòu)設(shè)計。設(shè)計目標(biāo):伺服閥的額定流量為40L/min,濕式馬達的角位移大小為正負(fù)1°。(2)濕式力矩馬達的磁路建模及仿真優(yōu)化。靜動態(tài)方程表明力矩馬達的負(fù)載力矩大小為0時,偏轉(zhuǎn)角度的大小與輸入電流成正比;磁通量φg的增大使得阻尼系數(shù)增大,對頻率特性影響最為顯著,而磁通量φg與氣隙、磁通路以及磁鋼材料有關(guān)。磁路仿真驗證了力矩馬達原理的正確性,確定了線圈匝數(shù)、實驗需要的電流大小并且得到了氣隙大小與輸出扭矩的關(guān)系,最后通過對不同方案的彈簧桿的力變形分析,選定了合適的彈簧桿方案。(3)濕式力矩馬達的實驗研究。為了驗證原理的正確性以及分析不同參數(shù)對性能的影響,搭建了小型實驗裝置并對濕式力矩馬達展開實驗研究。實驗結(jié)果表明:當(dāng)磁鐵材料為釹鐵硼52,氣隙大小為0.75mm,單個線圈通入0.5A的電流時,閥芯產(chǎn)生0.83°的角位移變化,力矩馬達對應(yīng)-3dB、-90°的頻寬為90Hz,滯環(huán)大小為6%。磁性間隙大小為0.5mm時,單個線圈通入0.5A的電流,閥芯產(chǎn)生0.9°的角位移變化,力矩馬達對應(yīng)的-3dB,-90°的頻寬大小為180Hz,滯環(huán)大小為4.96%。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH137.52

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本文編號：1253238