本文關(guān)鍵詞：二維（2D）電液伺服閥用濕式力矩馬達(dá)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(shí)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(jiǎn)單、精度高、響應(yīng)速度快、抗污染能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),目前已成功應(yīng)用在航空航天及軍工領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的濕式力矩馬達(dá)是在成熟的2D數(shù)字伺服閥的基礎(chǔ)上進(jìn)行的創(chuàng)新研究。新型的濕式力矩馬達(dá)作為2D電液伺服閥的電機(jī)械轉(zhuǎn)換器,將力矩馬達(dá)的輸出軸與閥芯合為一體,通過(guò)力矩馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)伺服閥閥芯的軸向運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的伺服控制。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)電液伺服閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。電液伺服閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括閥體,傳感器以及電機(jī)械轉(zhuǎn)換器三個(gè)部分,重點(diǎn)為電機(jī)械轉(zhuǎn)換器濕式力矩馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)目標(biāo):伺服閥的額定流量為40L/min,濕式馬達(dá)的角位移大小為正負(fù)1°。(2)濕式力矩馬達(dá)的磁路建模及仿真優(yōu)化。靜動(dòng)態(tài)方程表明力矩馬達(dá)的負(fù)載力矩大小為0時(shí),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(duì)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(yàn)證了力矩馬達(dá)原理的正確性,確定了線圈匝數(shù)、實(shí)驗(yàn)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(guò)對(duì)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(dá)的實(shí)驗(yàn)研究。為了驗(yàn)證原理的正確性以及分析不同參數(shù)對(duì)性能的影響,搭建了小型實(shí)驗(yàn)裝置并對(duì)濕式力矩馬達(dá)展開實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)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(gè)線圈通入0.5A的電流時(shí),閥芯產(chǎn)生0.83°的角位移變化,力矩馬達(dá)對(duì)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(shí),單個(gè)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(dá)對(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137.52

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本文編號(hào)：1253238