本文選題：比例電磁鐵 + 磁路��； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：本文以高壓共軌系統(tǒng)中使用的比例電磁鐵為研究對(duì)象,運(yùn)用磁路的基本定律、電磁鐵的三個(gè)基本方程對(duì)電磁鐵吸力計(jì)算公式和動(dòng)、靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)分析。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法初步設(shè)計(jì)了比例電磁鐵的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),并在ANSYS Maxwell中建立了有限元模型,對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)磁場(chǎng)分析和瞬態(tài)磁場(chǎng)分析,并根據(jù)仿真結(jié)果,結(jié)合多指標(biāo)正交試驗(yàn),提出關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化方案。通過(guò)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與有限元法相結(jié)合的方法,對(duì)比例電磁鐵進(jìn)行仿真、設(shè)計(jì),可有效改善電磁鐵的特性,為其它電磁鐵的設(shè)計(jì)與研究提供了參考。(1)綜合運(yùn)用磁路的基本定律,應(yīng)用磁路與電路相似的原理,建立了比例電磁鐵等效磁路模型。在三個(gè)基本方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出比例電磁鐵的動(dòng)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型,并給出了比例電磁鐵無(wú)負(fù)載條件下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖及傳遞函數(shù)。(2)綜合運(yùn)用電磁學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、電磁鐵設(shè)計(jì)理論,采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法對(duì)比例電磁鐵進(jìn)行初步設(shè)計(jì),得到比例電磁鐵相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)。(3)利用ANSYS Maxwell有限元軟件建立了有限元模型,通過(guò)參數(shù)化仿真,得到了比例電磁鐵關(guān)鍵參數(shù)對(duì)力一位移曲線的影響,并建立了瞬態(tài)仿真模型,通過(guò)瞬態(tài)場(chǎng)分析得到了鐵芯運(yùn)動(dòng)相關(guān)參數(shù)和該比例電磁鐵的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。(4)設(shè)計(jì)了比例電磁鐵的三因素四水平三指標(biāo)的正交試驗(yàn),通過(guò)對(duì)正交表的方差分析和多指標(biāo)對(duì)比平衡分析,得到了較優(yōu)的電磁鐵參數(shù)組合方案為：上隔磁角取35°,鐵芯直徑取21 mm,隔磁環(huán)位置取4.5mm。對(duì)優(yōu)化后的比例電磁鐵模型的靜態(tài)特性進(jìn)行了分析,得到了較優(yōu)的力一位移特性曲線。
[Abstract]:In this paper, the proportional electromagnet used in the high voltage common rail system is taken as the research object. The calculation formula and the mathematical model of the dynamic and static characteristics of the electromagnet are deduced and analyzed by using the basic laws of magnetic circuit and three basic equations of the electromagnet. Based on the empirical design method, the relative structural parameters of proportional electromagnet are preliminarily designed, and the finite element model is established in ANSYS Maxwell, and the static magnetic field and transient magnetic field are analyzed. The optimization scheme of key structural parameters is proposed. By combining the empirical design with the finite element method, the simulation and design of the proportional electromagnet can effectively improve the characteristics of the electromagnet and provide a reference for the design and research of other electromagnets. The equivalent magnetic circuit model of proportional electromagnet is established by using the principle of similar magnetic circuit and circuit. On the basis of three basic equations, the mathematical model of dynamic characteristics of proportional electromagnet is derived, and the block diagram of system transfer function and transfer function. In the theory of electromagnet design, the proportional electromagnet is designed preliminarily by experience design method, and the relative structure parameter of proportional electromagnet is obtained. The finite element model is established by using ANSYS Maxwell finite element software, and the parametric simulation is carried out. The influence of the key parameters of proportional electromagnet on the force-displacement curve is obtained, and the transient simulation model is established. Based on the transient field analysis, the parameters related to the core motion and the dynamic response time of the proportional electromagnet are obtained. The orthogonal test of three factors, four levels and three indexes of the proportional electromagnet is designed. Based on the variance analysis of orthogonal table and the comparative balance analysis of multiple indexes, the optimum combination scheme of electromagnet parameters is obtained as follows: the upper magnetic separation angle is 35 擄, the diameter of iron core is 21 mm, and the position of magnetic isolation ring is 4.5 mm. The static characteristics of the optimized proportional electromagnet model are analyzed and the optimum force-displacement characteristic curve is obtained.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U464.172

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本文編號(hào)：1880191