德国FESTO电磁阀电-机械转换器动态特性研究

德国FESTO电磁阀电-机械转换器动态特性研究
德国FESTO电磁阀电-机械转换器工作原理分析的基础上，采用了理论建模、仿真分析的方法，得出了在PWM驱动情况下电-机械转换器不同的绕组电流、电感、感应电动势、衔铁位移和速度以及电磁力的响应曲线。通过与试验的电流响应曲线相对比分析:该电-机械转换器结构简单、可靠，电流响应速度大约为0.5ms，zui大输出位移0.2mm，仿真结果与试验结果基本一致。

　　德国FESTO电磁阀作为电液控制回路中的导控制元件，其动态特性对电液控制的有着重要的影响。本文从电-机械转换器的结构和工作原理出发，通过AnsoftMaxwell和Simplorer联合仿真，对所提出的电-机械转换器直流驱动与PWM驱动下动态响应进行了研究，并将仿真得到的电流响应与试验结果分析比较，以验证仿真结果的正确性，并为确定合理的结构及电气参数提供了依据。

　　1、结构及工作原理

　　德国FESTO电磁阀结构如图1所示。当绕组的通电电流不断增大时，衔铁受电磁力也不断增大，当衔铁所受电磁力大于阀芯所受负载力的总和时，衔铁带动芯轴移动，芯轴推动阀芯向右移动，阀芯的移动进而可以调整电磁阀进油口或者排油口的开度，就可以控制排油口的流量，进而可以控制输出端的压力。另外，通过调整左端的调整弹簧，可以调整不同的比例电磁阀溢流压力值。

1.阀芯 2.阀芯导向环 3.前磁轭 4.芯轴前导向环 5.绕线筒 6.绕组 7.衔铁 8.芯轴 9.套筒 10.后磁轭 11.芯轴后导向环 12.弹簧 13.壳体 14.调节螺钉

德国FESTO电磁阀内部结构图

德国FESTO电磁阀电-机转换器具有装配零件少、结构简单可靠且该比例电磁阀的功耗小等特点。可以实现比例电磁阀的高速响应。通过理论分析、模型仿真分析的方法，研究了该电-机械转换结构在PWM驱动下的动态响应特性，通过与试验结果相比较，其电流响应曲线动态响应曲线基本吻合，高电-机械转换器的响应时间约为0.5ms，zui大位移为0.2mm。通过此吻合数据曲线，可以提出电磁铁铁芯的移动量及电感值随电流变化的趋势正确。则该仿真模型能够反映真实物理模型的相关物理量的变化，为后续设计提供理论指导。