音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的研制與動態(tài)特性研究
發(fā)布時間:2021-09-05 06:42
在電液控制系統(tǒng)中,電液伺服閥、比例閥應(yīng)用廣泛,長久以來比例閥、伺服閥多為二級結(jié)構(gòu),甚至有的閥具有三級結(jié)構(gòu),同時采用高性能伺服閥作為它們的先導(dǎo)級,使得閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,而且極少應(yīng)用于純水液壓領(lǐng)域。近年來,直線電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛,針對直線電機(jī)的伺服控制系統(tǒng)也得到了長足發(fā)展。與傳統(tǒng)電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器如比例電磁鐵、動圈馬達(dá)等相比,音圈電機(jī)因?yàn)榫哂许憫?yīng)更快、輸出力更大、成本較低等優(yōu)點(diǎn),并且針對音圈電機(jī)的閉環(huán)控制器種類繁多、選用方便,所以被廣泛認(rèn)為是優(yōu)秀的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器。本文在課題組先前研制的音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓控制閥的基礎(chǔ)上,改良了直驅(qū)閥的結(jié)構(gòu)、建立了音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。論文的主要內(nèi)容總結(jié)如下第一章,闡述了研究背景及意義,介紹了直驅(qū)式電液比例/伺服閥、音圈電機(jī)直驅(qū)閥及其動態(tài)特性、音圈電機(jī)及其先進(jìn)控制和閥芯上的作用力的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,引出本文的主要研究內(nèi)容。第二章,闡釋了直驅(qū)閥的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計和工作原理并提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案:基于閥芯上的作用力關(guān)系,將音圈電機(jī)與閥體分開研究,分別建立了音圈電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和閥芯的動力學(xué)模型。第三章,在Simulink中建立了直驅(qū)閥的完...
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?MOOG直驅(qū)閥結(jié)構(gòu)圖??Fig.?1.1?Structural?drawing?of?MOOG?DDV??以壓電器件作為直驅(qū)閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器是隨著壓電材料的性能的提高而得到發(fā)展??的
?音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的研制與動態(tài)特性研宄?.??芯。仿真和試驗(yàn)結(jié)果證明此種數(shù)字閥在閉環(huán)控制下具有較好的動態(tài)特性與較高的定位精??度。??|?I?I??T?A?P?B?T??1)左彈黃2)闊芯3)右彈賛4)連桿??5)密封件6)聯(lián)軸器7)直線步進(jìn)電機(jī)??圖1.3直線步進(jìn)電機(jī)直驅(qū)式數(shù)字閥原理圖??Fig.?1.3?Schematic?diagram?of?digital?valve?controlled?by?linear?stepping?motor??浙江工業(yè)大學(xué)的羅樟等[9]采用超磁致伸縮^時料驅(qū)動錐閥閥芯,組GMM?(Giant??MagnetostrictiveMaterial)開關(guān)直驅(qū)閥。該直驅(qū)閥的工作原理是:線圈被施加激勵電流時??產(chǎn)生磁場,GMM棒在磁場作用下產(chǎn)生形變,推動閥芯并開啟閥口,形變量決定了閥口??開度;線圈失電后,在復(fù)位彈簧的作用和自身應(yīng)力下,GMM棒恢復(fù)到初始狀態(tài),同時??彈簧力和液壓力使閥口關(guān)閉。試驗(yàn)表明,當(dāng)線圈輸入電流達(dá)到5A?xí)r,閥芯的開啟時間??約為0.69ms,關(guān)閉時間約為0.81ms;?GMM高速開關(guān)閥在4MPa供油壓力下的開啟時間??小于0.69ms,關(guān)閉時間小于0.2ms。圖1.4是其結(jié)構(gòu)原理圖。??9?10?11?1.2.?.?13?14?15??8?7?6?5?4?3?2?1??1)閥芯預(yù)緊蓋2)閥芯3)預(yù)緊蓋4)?GMA輸出桿5)線圈6)線圈骨架7)?GMA外殼??8)防扭墊9)調(diào)整螺釘10)?GMA底座11)?GMM棒12)骨架預(yù)緊蓋13、14)碟簧15)閥體??圖1.4?GMM高速開關(guān)閥二維結(jié)構(gòu)圖??Fig.?1.4?Two-dimensional?str
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]液壓支架換向閥的液動力計算方法及其應(yīng)用[J]. 廖瑤瑤,任懷偉,張德生,廉自生. 煤炭學(xué)報. 2019(05)
[2]不同閥口形態(tài)對內(nèi)流式錐閥液動力的影響[J]. 謝海波,譚禮,劉建彬,楊華勇. 液壓與氣動. 2019(01)
[3]基于液動力的水壓插裝閥閥口優(yōu)化仿真研究[J]. 韓明興,劉銀水,吳德發(fā),談懷江. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]不同結(jié)構(gòu)閥芯的滑閥流場CFD分析[J]. 曹飛梅,姚平喜. 液壓與氣動. 2017(08)
[5]音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓節(jié)流控制閥仿真與試驗(yàn)[J]. 張增猛,孟繁毅,侯交義,武漢鵬,寧大勇,弓永軍. 煤炭學(xué)報. 2017(S1)
[6]水壓直驅(qū)式高速開關(guān)閥動態(tài)特性[J]. 劉向陽,聶松林,李光輝. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(07)
[7]基于STM32的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J]. 劉松斌,王海星,李碩恒. 化工自動化及儀表. 2016(08)
[8]基于COMSOL液壓節(jié)流閥內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究[J]. 王海冰,王攀達(dá),李文華,張子耀,李貝貝,劉秀梅. 液壓與氣動. 2015(08)
[9]水液壓節(jié)流閥流場仿真及與AMESim仿真的比較分析[J]. 張增猛,武漢鵬,弓永軍,侯交義. 液壓與氣動. 2015(05)
[10]電磁直驅(qū)式大規(guī)格電液伺服閥的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 李磊,趙升噸,范淑琴. 重型機(jī)械. 2012(03)
博士論文
[1]超精密定位音圈電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)研究[D]. 陳啟明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]面向超精定位系統(tǒng)無鐵心直流直線電機(jī)精確建模與優(yōu)化研究[D]. 潘東華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]超磁致伸縮高速開關(guān)閥及其閥控缸系統(tǒng)的研究[D]. 羅樟.南京航空航天大學(xué) 2019
[2]直驅(qū)式比例插裝閥的研究[D]. 方鈿.浙江大學(xué) 2018
[3]電液伺服閥滑閥副摩擦力特性研究[D]. 姜帥琦.北京交通大學(xué) 2018
[4]音圈電機(jī)直驅(qū)式水液壓控制閥研制與試驗(yàn)研究[D]. 武漢鵬.大連海事大學(xué) 2015
[5]音圈電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉麗麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]基于音圈電機(jī)的力/位控制及應(yīng)用[D]. 黃浩.華中科技大學(xué) 2008
[7]水壓伺服閥摩擦非線性的理論分析與試驗(yàn)研究[D]. 陳春.華中科技大學(xué) 2006
[8]用于電火花加工機(jī)床的直流直線電機(jī)DSP控制技術(shù)研究[D]. 張光遠(yuǎn).山東大學(xué) 2005
本文編號:3384868
【文章來源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?MOOG直驅(qū)閥結(jié)構(gòu)圖??Fig.?1.1?Structural?drawing?of?MOOG?DDV??以壓電器件作為直驅(qū)閥的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器是隨著壓電材料的性能的提高而得到發(fā)展??的
?音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓閥的研制與動態(tài)特性研宄?.??芯。仿真和試驗(yàn)結(jié)果證明此種數(shù)字閥在閉環(huán)控制下具有較好的動態(tài)特性與較高的定位精??度。??|?I?I??T?A?P?B?T??1)左彈黃2)闊芯3)右彈賛4)連桿??5)密封件6)聯(lián)軸器7)直線步進(jìn)電機(jī)??圖1.3直線步進(jìn)電機(jī)直驅(qū)式數(shù)字閥原理圖??Fig.?1.3?Schematic?diagram?of?digital?valve?controlled?by?linear?stepping?motor??浙江工業(yè)大學(xué)的羅樟等[9]采用超磁致伸縮^時料驅(qū)動錐閥閥芯,組GMM?(Giant??MagnetostrictiveMaterial)開關(guān)直驅(qū)閥。該直驅(qū)閥的工作原理是:線圈被施加激勵電流時??產(chǎn)生磁場,GMM棒在磁場作用下產(chǎn)生形變,推動閥芯并開啟閥口,形變量決定了閥口??開度;線圈失電后,在復(fù)位彈簧的作用和自身應(yīng)力下,GMM棒恢復(fù)到初始狀態(tài),同時??彈簧力和液壓力使閥口關(guān)閉。試驗(yàn)表明,當(dāng)線圈輸入電流達(dá)到5A?xí)r,閥芯的開啟時間??約為0.69ms,關(guān)閉時間約為0.81ms;?GMM高速開關(guān)閥在4MPa供油壓力下的開啟時間??小于0.69ms,關(guān)閉時間小于0.2ms。圖1.4是其結(jié)構(gòu)原理圖。??9?10?11?1.2.?.?13?14?15??8?7?6?5?4?3?2?1??1)閥芯預(yù)緊蓋2)閥芯3)預(yù)緊蓋4)?GMA輸出桿5)線圈6)線圈骨架7)?GMA外殼??8)防扭墊9)調(diào)整螺釘10)?GMA底座11)?GMM棒12)骨架預(yù)緊蓋13、14)碟簧15)閥體??圖1.4?GMM高速開關(guān)閥二維結(jié)構(gòu)圖??Fig.?1.4?Two-dimensional?str
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]液壓支架換向閥的液動力計算方法及其應(yīng)用[J]. 廖瑤瑤,任懷偉,張德生,廉自生. 煤炭學(xué)報. 2019(05)
[2]不同閥口形態(tài)對內(nèi)流式錐閥液動力的影響[J]. 謝海波,譚禮,劉建彬,楊華勇. 液壓與氣動. 2019(01)
[3]基于液動力的水壓插裝閥閥口優(yōu)化仿真研究[J]. 韓明興,劉銀水,吳德發(fā),談懷江. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[4]不同結(jié)構(gòu)閥芯的滑閥流場CFD分析[J]. 曹飛梅,姚平喜. 液壓與氣動. 2017(08)
[5]音圈電機(jī)直驅(qū)水液壓節(jié)流控制閥仿真與試驗(yàn)[J]. 張增猛,孟繁毅,侯交義,武漢鵬,寧大勇,弓永軍. 煤炭學(xué)報. 2017(S1)
[6]水壓直驅(qū)式高速開關(guān)閥動態(tài)特性[J]. 劉向陽,聶松林,李光輝. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(07)
[7]基于STM32的直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J]. 劉松斌,王海星,李碩恒. 化工自動化及儀表. 2016(08)
[8]基于COMSOL液壓節(jié)流閥內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究[J]. 王海冰,王攀達(dá),李文華,張子耀,李貝貝,劉秀梅. 液壓與氣動. 2015(08)
[9]水液壓節(jié)流閥流場仿真及與AMESim仿真的比較分析[J]. 張增猛,武漢鵬,弓永軍,侯交義. 液壓與氣動. 2015(05)
[10]電磁直驅(qū)式大規(guī)格電液伺服閥的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 李磊,趙升噸,范淑琴. 重型機(jī)械. 2012(03)
博士論文
[1]超精密定位音圈電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)研究[D]. 陳啟明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]面向超精定位系統(tǒng)無鐵心直流直線電機(jī)精確建模與優(yōu)化研究[D]. 潘東華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]超磁致伸縮高速開關(guān)閥及其閥控缸系統(tǒng)的研究[D]. 羅樟.南京航空航天大學(xué) 2019
[2]直驅(qū)式比例插裝閥的研究[D]. 方鈿.浙江大學(xué) 2018
[3]電液伺服閥滑閥副摩擦力特性研究[D]. 姜帥琦.北京交通大學(xué) 2018
[4]音圈電機(jī)直驅(qū)式水液壓控制閥研制與試驗(yàn)研究[D]. 武漢鵬.大連海事大學(xué) 2015
[5]音圈電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉麗麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]基于音圈電機(jī)的力/位控制及應(yīng)用[D]. 黃浩.華中科技大學(xué) 2008
[7]水壓伺服閥摩擦非線性的理論分析與試驗(yàn)研究[D]. 陳春.華中科技大學(xué) 2006
[8]用于電火花加工機(jī)床的直流直線電機(jī)DSP控制技術(shù)研究[D]. 張光遠(yuǎn).山東大學(xué) 2005
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