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增城路灯车出租, 从化路灯车出租, 黄埔路灯车出租    不同电流下样机驱动特性研究结果?
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-03-314    文字:【】【】【

       增城路灯车出租, 从化路灯车出租, 黄埔路灯车出租    不同电流下样机驱动特性研究结果?    SMA基驱动器驱动原理如前述,在SMA丝驱动过程中,驱动器的工作速度 与驱动幅值主要由合金丝所决定,合金丝的响应速度取决于施加于合金丝的电流或电压大小,从而影响其内部马氏体与奥氏体间的转化速度。施加的电流或电压较小时,会造成合金丝温度达不到奥氏体转变起始温度或达到转变起始温度的时间特别长,不利于驱动器的工作。施加的电流或电压较大时,合金丝温度在极短的时间内达到并超越奥氏体转变终止温度,而此后连续高温会造成合金丝失活改变其本身物理特性。所以合理选择施加的电流或电压大小对研究驱动器驱动特性有着至关重要的影响。本文对合金丝施加不同恒定电流值,研究所设计SMA开关阀在不同电流作用下的驱动特性。 实验搭建平台所应用的硬件包括:光学平台、采集卡、200g砝码质量块、可编程线性直流电源、开关电源、位移传感器、工控机。 施加恒定电流大小范围为0.2A-0.7A,施加200g恒定负载代替弹簧起回复作用。初始时旋转阀芯处于水平位置,保证阀口处于闭合状态。由于旋转阀芯结构设计较小,在旋转阀芯末端处利用热熔胶粘接平行卡片,实验过程中利用激光位移传感器采集卡片上距离旋转阀芯柔性铰链旋转中心30mm处位移,利用反正切求解在阀芯旋转过程中旋转角度。实验得到距离30mm处位移、阀芯旋转角度随时间变化曲线。 

    不同电流下阀芯驱动特性曲线可以看出: 在不同电流下阀芯驱动特性实验中,对样机中的形状记忆合金丝通电加热30s后断电回复10s。由实验曲线可知,样机在回路电流小于0.4A时距离旋转中心30mm处产生的响应位移较小,由响应位移产生的阀芯角度最大角度为6.11°。当回路电流为0.6A时,由SMA丝响应位移产生的阀芯旋转角度最大到达12.5°,而当回路电流大于0.6A时,驱动后的阀芯达到最大限位处,响应产生的阀芯旋转角度为18.43°。随着回路电流值增加,阀芯旋转角度增加,结束驱动后回复到初始位置处的时间逐渐增大。 样机的响应速度与响应时间是衡量样机性能的动态指标,本文采用响应速度来研究SMA阀芯样机性能。由于在不同加载条件时阀芯位移表现不同,全程速度计算对驱动过程表征效果较差,本文在研究样机性能时定义样机响应速度为从初始状态达到最大响应位移80%处的速度。得到不同回路电流下阀芯响应速度值。

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     当回路电流值大于0.5A时,样机响应速度迅速增加,近似呈指数形式变化。当回路电流值为0.7A时,样机阀芯每秒可旋转16.39度,较大的电流值提高了SMA丝的响应速度,但长时间的高电流加热也会造成SMA丝温度过高导致其过热失活。 为量化不同电流下样机中SMA丝与直线状态下的SMA丝的响应位移差异,对直线状态SMA丝进行不同电流下的驱动特性实验研究。搭建实验平台,配合已有平台硬件进行实验,实验中直线状态SMA丝长度15cm,与样机中SMA丝长度相当。实验中对直线状态SMA丝进行一端固定,为保证直线丝与阀芯SMA丝中受力相同,经过换算后对直线丝另一端加载恒定负载366g砝码。 

 

     从不同电流下直线SMA丝驱动特性曲线可以看出:根据不同电流下与样机中相同长度的直线SMA丝驱动实验与样机驱动实验结果,整理数据得到不同场景下SMA丝的驱动特性做差异对比。 根据不同场景下SMA丝的驱动特性差异可知,直线型SMA丝转换得到的响应速度与样机响应速度都随着回路电流值的增加而增加。当回路电流值大于0.3A时,直线型SMA丝与样机实际旋转角度以及响应速度上存在较大差异,且都存在较大的角度或速度损失。这是由于样机中SMA丝长度占总长的80%以上,此部分丝在小电流时产生的回复力在半径切向方向上分力小于或等于合金丝与聚四氟乙烯管的摩擦力,导致占比较大的螺旋状SMA丝的驱动效果较差。同时样机中铰链的刚度以及在驱动过程中样机的旋转阀芯与SMA丝间存在锐角也是造成角度和速度差异较大的原因。而随着回路电流值的逐渐增大超过0.5A时,角度损失与速度损失呈逐渐下降的趋势,说明在当前回路电流值作用下螺旋丝切向力远大于摩擦力,螺旋状SMA丝的驱动效果逐渐变好。由上表可知,占比较大的螺旋状SMA丝相较于相同长度直线型SMA丝,产生较大的角度损失和速度损失,随着回路电流值增加,角度损失下降的幅度远大于速度损失下降的幅度。 

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点击次数:418  更新时间:2023-03-31  【打印此页】  【关闭

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