双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升。建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果。

以双线圈内绕型剪切阀式磁流变阻尼器为研究对象,根据其磁场自封闭性,采用磁路法建立磁路数学模型。通过关键结构参数进行定性分析,得到活塞台阶间隙处磁感应强度近似化的结构优化依据。利用Ansoft Maxwell有限元仿真软件进行验证,结果表明:对于双线圈甚至多级线圈的内绕型剪切阀式磁流变阻尼器,采用磁路法进行初期设计计算有效且精确。

针对液压换向阀中双稳态电磁换向机构采用经验法试算永磁体和迭代校核结构的设计计算繁琐的问题,利用磁路法推导出全局优化模型并得到了Maxwell仿真验证,基于工程实际提出约束条件,利用MATLAB中fmincon函数模块进行求解,经过工程化处理得到较为理想的结果。优化模型使得设计目标更为明确,计算过程更为简洁,一定程度上提升了设计效率。

为使磁路法计算电磁阀时能考虑磁路中磁场的不均匀分布及涡流问题,该文研究了电磁阀中磁场与涡流的分布规律.根据电磁阀的结构特点,将磁芯和磁轭分别按平行平面场和轴对称场近似处理.列出二阶偏微分方程,采用一维方法求解得到了磁场、涡流的解析表达式.将推导结果与均匀分布的磁场进行比较,给出了考虑磁场不均匀分布影响的修正系数.用这一方法对某一电磁阀进行了计算,结果显示其心铁中的磁场不均匀分布比轭铁中严重.