新型含永磁電磁鐵的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、氣動(dòng)舵機(jī)是某些中程及近程導(dǎo)彈上用于進(jìn)行彈體姿態(tài)調(diào)整的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電磁鐵則是氣動(dòng)舵機(jī)電磁閥內(nèi)較為關(guān)鍵的部件，通過(guò)控制電磁鐵的吸合或者釋放，能夠?qū)崿F(xiàn)氣路的切換，從而控制舵面的偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)彈體姿態(tài)的調(diào)整。本文針對(duì)某型號(hào)氣動(dòng)舵機(jī)內(nèi)的電磁鐵吸合時(shí)需要持續(xù)通電，造成能耗較大，一方面加重整機(jī)負(fù)荷，另一方面因?yàn)榫€圈發(fā)熱而影響電磁鐵的力性能及舵機(jī)的可靠性這一問(wèn)題，對(duì)電磁鐵進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。
　　首先，對(duì)電磁鐵的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并提出幾種新型含永磁電

2、磁鐵結(jié)構(gòu)方案，實(shí)現(xiàn)永磁力保持、電磁力動(dòng)作；分析各種方案的工作原理、建立等效磁路模型；以滿足保持力（或初始力）為條件，采用磁路法初步計(jì)算確定永磁的尺寸（或塊數(shù)）；通過(guò)磁路模型計(jì)算三種結(jié)構(gòu)方案的靜態(tài)輸出力，通過(guò)輸出力比較，優(yōu)選出能夠滿足指標(biāo)要求的總體方案。
　　然后，采用有限元軟件ANSYS，建立優(yōu)選方案電磁鐵的三維有限元模型，并進(jìn)行靜態(tài)特性仿真，計(jì)算電磁鐵在0安匝、吸合安匝、釋放安匝下的輸出力，與技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證優(yōu)選方案的可行

3、性；采用FLUX軟件，對(duì)電磁鐵的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真，得到電磁鐵吸合過(guò)程中位移、速度、加速度、吸力、線圈電流等關(guān)于時(shí)間的曲線，以及吸合過(guò)程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，與動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步證明方案的可行性。
　　為進(jìn)一步提高電磁鐵的輸出力性能、改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，對(duì)電磁鐵上下永磁厚度、銜鐵直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；基于有限元仿真模型，進(jìn)行參數(shù)化建模，對(duì)需要優(yōu)化的參數(shù)取不同的離散值，通過(guò)有限元仿真軟件，計(jì)算各參數(shù)在不同值下的電磁鐵吸力特性（

4、或動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間），研究各個(gè)參數(shù)變化時(shí)對(duì)輸出力（或動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間）的影響關(guān)系，并通過(guò)比較確定各參數(shù)的最優(yōu)取值。
　　為了提高電磁鐵的抗干擾特性及質(zhì)量穩(wěn)定性，從而提高其可靠性，對(duì)新型電磁鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)行容差設(shè)計(jì)。確定容差設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)及誤差因素，安排正交試驗(yàn)，用ANSYS仿真計(jì)算誤差因素不同水平組合下電磁鐵的輸出特性值；研究各個(gè)參數(shù)波動(dòng)對(duì)輸出特性波動(dòng)的影響關(guān)系，找出對(duì)產(chǎn)品性能波動(dòng)影響較大的因素，為各參數(shù)分配合適的容差范圍。
　　最后，對(duì)