佛山路灯车 路灯车电磁铁静态特性求解与分析, 佛山路灯车, 佛山路灯车出租, 佛山路灯车公司 电磁铁静态特性电磁铁的静态特性指的是不同的稳态激励源和不同的稳态气隙以及电磁吸力之间的关系。因为在进行电磁铁设计时必须保证在规定的响应时间内，所有的工作气隙处的稳态电磁吸力要大于负载力。所以分析电磁铁的静态特性十分重要。在建立的电磁铁三维静态模型的基础上增加工作行程X（工作行程和运动组件位移相同，工作行程和气隙的和等于最大工作行程）和线圈电流I两个参数。通过分析可知，集总参数动态电磁力模块的建立需要电流、电磁力、电感、以及工作行程四者之间的关系。通过三维静磁场的参数化求解获得最大工作行程内，不同行程X和线圈电流I处的电磁力，得到表“电磁力—工作行程—电流”与表“电感—工作行程—电流”。从而得到该电磁阀电磁铁的静态特性。通过MATLAB差分可得到三维曲面。 在电流相同的情况下，电磁力和电感值和气隙成反比；在气隙相同的前提下，电磁力和电流成正比，电感值和电流成反比。注意此处说述的电感指的主要是指线圈自身产生的自感值而不包括动铁芯运动切割磁感线所产生的电感值。
a“电磁力—工作行程—电流”三维曲面图 b“电感—工作行程—电流”三维曲面. 电磁铁静态性能分析, 本小节主要研究螺管式电磁铁的结构参数对电磁铁性能的影响，主要详细分析导磁体的包角（指的是导磁体侧面横截圆弧面所对应的圆心角角度）、导磁体的厚度（将分别研究导磁体侧面和两个端面的厚度）、导套的厚度对电磁铁性能的影响。
（一）导磁体包角。单看表中一行可得（即，气隙相同情况下），电磁铁的稳态电磁力与导磁体的包角成正比。单独分析表中一列（即，包角相同的情况下），电磁铁电磁力与气隙成反比。从表某一行的变化趋势看，电磁力随包角增加而增加的速度是逐渐降低的趋势。
（二）导磁体厚度表, 表示导磁体侧面厚度与电磁铁电磁力之间的关系，由表可知电磁力正比于导磁体侧面厚度。因为导磁体侧面是组成闭合主磁路中的重要一环，导磁体侧面的厚度越厚，导磁体通过的磁通量越大，从而通过主气隙的磁通越多电磁力越大。不同导磁体侧面厚度下，电磁力特性表t1, 表示导磁体侧面厚度表, 表示导磁体上下两个端面厚度与电磁铁电磁力之间的关系。由表单列可知电磁力随着导磁体下端面的厚度增加而增加，但增加的值很小。由表的单行可知电磁力随着导磁体下端面的厚度增加而增加，同样也是增加的幅度不大。因为增加了导磁体端面的厚度同样增加了通过导磁体的磁通量。
（三）导套厚度导套在本文中不仅充当动铁芯直动轨道的作用，而且在一定程度上起隔磁的作用。不同导套厚度下的电磁力特性表。，电磁力随着导套厚度的增加先增加后减小，但整体变化的值较小。不同导套厚度下，电磁力特性表t4表示导套厚度.
电磁铁的温升分析, 电磁铁的温度对电磁铁的性能影响很大，所以需要对电磁铁进行温升分析，确保电磁铁的温升在设计要求内。根据建立的两个仿真模型，对电磁铁的温升进行分析。温升分析采用Ansys/workbench的瞬态温度场。 1800s时，不同导磁体包角的温度分布云图和热通量分布云图。 任意时刻，线圈远离导磁体的部分温度最高，这是因为，和导磁体接触的线圈附近，部分热量传向导磁体。而和线圈直接接触的导磁体也因金属传热作用，温度也较高。而远离线圈部分温度较低。单独比较导磁体包角对电磁铁温升的影响不明显。包角为360°的电磁铁整个仿真时间内温度略低于35°。由图4.3可知，线圈温度的变化大致呈指数变化，这与实际情况相符合，说明仿真是符合实际情况变化的。 导磁体包角为35°和360°线圈温度最终分别稳定在46.363℃和46.338℃。包角为360°电磁铁整个仿真时间内温度都略低于包角为35°，这是因为包角为360°导磁体取代了部分电磁铁的塑料外壳，而金属的导热率高于塑料外壳。从图4.2和图4.3可知，导磁体包角对电磁铁的温升影响不大，单独从温升角度考虑，导磁体包角越小，越节省材料，成本越低。本节主要运用电磁阀集总参数模型进行动态仿真，并详细分析仿真结果。
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气压差力模块仿真结果分析, 将气压差力子模块的仿真结果从整体集总参数模型中提取出来进行研究。主要对气压差力、环缝和先导小孔的流量以及出口背压的建立过程进行分析。气压差力仿真曲线。气压差力变化经历三个阶段。从最初的2.5N稳定值持续8ms，8ms后瞬间降为0值，在10ms的时候又突然增加到764N随后逐渐下降。仿真结果对气压差力的分析。气压差力的变化和气隙腔压力、环缝和先导小孔的质量流量以及出口处背压变化密切相关。环缝和先导小孔的流量以及出口背压的压力变化曲线。此处的气压差力模块仿真模型是忽略初始进气口向气隙腔充气的过程，假设初始时气隙腔压力已达到稳定的20MPa，所以在先导小孔未打开前，环形缝隙和先导小孔的质量流量均为0值。对气隙腔而言，环形缝隙流入的质量流量和由先导小孔流出的质量流量的差值不大，因此可近似认为气隙腔内的压力是不变的。对出口处所接的固定容积而言，压力是稳步增加，最终趋于一个稳定值。该仿真结果符合实际工作情况。
电磁阀的运动组件（此时运动组件是动铁芯）在8ms时开始运动，当运动组件位移等于0.1mm后将带动密封圆片运动，打开先导小孔，气隙腔开始泄压。当动铁芯向上运动到0.3mm时，动铁芯将与主阀芯的挡环接触，由于挡环的存在迫使动铁芯和主阀芯成为一个整体，运动组件也变为主阀芯和动铁芯组成的整体。由于此时主阀芯上存在很大的气压差力，将迫使动铁芯速度瞬间降为0。随着时间的增加，气压差力逐渐降低，电磁49力逐渐升高，在1.378s时电磁力最终克服阻力，运动体又重新开始运动，主阀芯打开。此处仿真的电磁阀打开时间为1.378s，符合实际CNG路灯车对电磁阀的响应要求。在电流相同的前提下，气隙对电磁吸力的影响很大，气隙和电磁力成反比。观察可知运动组件在导套内有两段运动，根据电磁感应定律，运动的导体在磁场中做切割磁感线运动，将会产生感应电动势。所以电磁铁的电流在动铁芯的两段运动过程中有下降或斜率降低现象，而且当动铁芯的速度为0时线圈的电流处于一个最低的峰值或斜率最低值。该仿真的结果符合电磁感应定律。章对第3章所建模型进行分析，得出如下结论：
1.电磁铁的静态吸力特性和电磁铁的气隙（等于初始工作行程减去运动当前工作行程）以及线圈的激励电流相关，在保持电流不变的前提下，电磁力和气隙成反比，在保持气隙不变的前提下，电磁力和电流成正比；
2.电磁阀的动态响应时间为1.378s满足实际CNG路灯车对电磁阀的响应需求；
3.所设电磁铁满足温升要求。介绍了先导式高压电磁阀各模块的数学建模以及仿真。在此基础上还需要进一步通过实验验证仿真的正确性，并期望通过实验可以进一步了解先导式高压电磁阀的性能。实验包括两个部分：a）先导式高压电磁阀电磁铁的静态吸力测试；b)先导式高压电磁阀的动态响应测试。将对以上两个实验的测试系统进行介绍，并对相应的测试结果进行理论分析。
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