精密气体比例阀应用于各种重要气动控制领域。提出了一种动极靴方式的比例电磁铁结构,并介绍了比例电磁铁的设计开发过程。利用有限元分析软件Ansys Workbench平台对极靴的各项参数进行优化设计分析,得到了各项参数的最有值。开发设计了适应结构需求的柔性弹簧,实物刚度的测试结果验证了设计的有效性。由此组成了一款微型比例电磁铁样机,试验表明该样机满足电磁铁比例性能的要求。该形式的微型气体比例电磁铁,具有结构紧凑、性能可靠的特点,可以应用到各种气体比例控制场合。

控制棒驱动机构（CRDM）是核反应堆中的重要设备之一,抱紧装置是CRDM实现运动类型转换的关键部件,其电磁性能直接影响CRDM的运动特性。为更好地分析CRDM的运动特性,提升CRDM关键部件的设计分析精度,利用ANSOFT有限元分析软件,通过理论分析和仿真计算相结合的方法,对抱紧装置的单边磁拉力、轴向电磁力和瞬态动作过程等电磁特性进行了研究,并通过试验测试的方法对计算分析结果的准确性进行了验证。试验结果表明,计算分析方法准确度可达90%。通过研究,获得了有、无偏心两种情况下抱紧装置的动作时程及CRDM运行过程中抱紧装置的受力状态,全面了解了抱紧装置的电磁特性,提升了CRDM整体设计水平。

针对传统盘式制动器制动“热衰退”和液压制动响应慢等问题,运用“发明问题解决理论”—TRIZ理论,综合汽车摩擦制动与电涡流制动的工作原理,实现电磁—摩擦一体化制动器的创新设计。基于电磁感应定律,推导了电磁制动部分制动力矩公式,为磁场分析提供了理论基础。应用Ansoft Maxwell对电磁制动部分磁感应强度分布情况及制动力矩响应曲线进行了分析,仿真结果表明,集成制动器各电磁制动情况均能获得一定的制动力矩,可以有效的分担部分摩擦制动的负担,降低“热衰退”。

为进一步缩短换挡力传递路线,提高变速器换挡效率,提出一类电磁直驱变速器（Direct-Driving Automated Mechanical Transmission,D-AMT）,由电磁直线执行器直接驱动接合套换挡。利用JMAG软件建立电磁场有限元分析模型,优化执行器内部结构参数;建立换挡过程数学模型,研究D-AMT换挡性能,分析换挡性能影响因素,研究不同换挡参数对换挡性能的影响规律。结果表明,提出的D-AMT换挡执行机构运动部分质量约1.313 kg,相比于传统AMT下降约26%;纯电动汽车典型工况下（换挡同步转速差500 r/min、被同步部分转动惯量0.1 kg·m~2）,换挡时间约0.29 s,换挡冲击分别为4.9 m/s~3和0.695,满足变速器性能要求。D-AMT为变速器技术创新提供一种新的方案,一定程度上推动纯电动力技术的发展。

为了获得更紧凑的液压电机泵，需减小其内部浸油电机的外形尺寸。通过缩小圆形电机定子外径并切边，设计出了八边形电机，利用Ansoft软件对不同外径的圆形电机和八边形电机进行电磁仿真计算。计算结果表明：八边形电机定子的体积比标准圆形电机减小16％，电机轭部磁密局部有所变大，齿部磁密基本不变，且谐波影响变化较小，八边形电机电磁性能设计合理。研究结果为减小液压电机泵外形尺寸提供了参考。