SR電磁閥磁場(chǎng)的有限元分析.pdf

1、電磁閥利用通電線圈激磁產(chǎn)生電磁力,驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)以開(kāi)啟或關(guān)閉閥,是自動(dòng)控制領(lǐng)域重要的執(zhí)行部件.電磁力和功率消耗是電磁閥非常重要的技術(shù)指標(biāo).合理的電磁閥設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)既保證電磁閥有足夠的吸力以保證其正常、可靠地工作,又要使其功率消耗盡量少,以提高其經(jīng)濟(jì)性.該文介紹了有限元法的發(fā)展歷史,詳細(xì)推導(dǎo)了二維靜態(tài)有限元法的公式,在此公式的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了以矢量磁位為未知量的渦流場(chǎng)有限元方程,并對(duì)有限元法的存儲(chǔ)和求解也做了介紹.以電磁閥為研究對(duì)象,建立了其有限元

2、模型.該模型的激勵(lì)源可以是電壓也可以是電流,在電磁閥校核時(shí),采用外加的電流源,而在電磁閥設(shè)計(jì)時(shí)采用電壓源,這時(shí)必須加上電壓約束條件.并且給出磁場(chǎng)和電磁力的計(jì)算公式.電磁閥磁場(chǎng)分析程序基于Windows的圖形界面,主要包括三個(gè)模塊:前處理即VB界面模塊;電磁場(chǎng)計(jì)算模塊,采用FORTRAN語(yǔ)言編寫(xiě);后處理模塊,采用Matlab的界面和圖形處理功能.每一個(gè)模塊都給出了程序流程框圖,以及一些必要的輸入輸出文件.利用VB和Matlab的一些新特性

3、構(gòu)造的界面直觀,便于維護(hù),提高設(shè)計(jì)效率.軟件可以通過(guò)選擇不同的導(dǎo)線線徑和匝數(shù),分析交、直流SRS1或SRS2閥的磁場(chǎng)分布,計(jì)算各個(gè)部件的損耗以及電磁力等.利用新建的電磁閥有限元模型,對(duì)兩個(gè)實(shí)際例子的磁場(chǎng)做了精確的分析.電磁力的計(jì)算值與測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了比較,誤差保護(hù)在5﹪以下,比手算公式要精確的多.通過(guò)分析得出,直流閥和交流閥在導(dǎo)磁板和鐵心接合處磁密較大,容易導(dǎo)致過(guò)熱.當(dāng)保持匝數(shù)不變時(shí),兩種閥的功耗都隨著線徑的增大而大幅度減小,而電磁力基本