磁路主要为GMA提供激励磁场与偏置磁场叠加的驱动磁场,驱动磁场强度直接影响GMA的输出位移。因此,GMA磁路的结构参数设计是提高电磁转换效率和充分发挥GMM棒特性的关键因素。通过分析GMA的工作原理,将GMM棒中轴线上的磁场强度均匀率作为评价标准和主要设计原则。在给定输出位移和输出力的基础上,分别对偏置磁场选取以及GMM棒、激励线圈、磁回路的结构参数进行设计;使用Ansoft Maxwell仿真分析GMA的磁路。结果表明GMA磁场分布更均匀,使均匀率提高到97.62%,验证设计的正确性。

针对液压缸内置式位移传感器安装工艺复杂、检修困难的问题,利用隧道磁阻(TMR)元件设计了一款外置式磁感应位移传感器。首先,对传感器的构成、工作原理及信号电路进行了设计和说明,通过Ansoft Maxwell电磁仿真平台建立了传感器模型;然后,对永磁环运动时的磁场状态及磁阻元件的输出信号进行了分析,提出了通过多个磁阻元件有效线性工作区叠加来计算永磁环位移的方法,并研究了液压缸缸筒对计算方法的影响;最后,利用实验装置对传感器的各项性能指标进行了测试。研究结果表明:在不同缸筒磁导率和厚度下,磁阻元件有效线性工作区对应的位移区间长度相等,传感器可对不同缸筒材质与厚度的液压缸进行测量,磁阻元件实际输出曲线的线性度为2.39%,精度为0.16%,满足测量误差小于1 mm时4%的线性度要求,传感器分辨率为0.0083%,且其重复性较好,其设计是可行的...

针对传统力马达及比例电磁铁频响低的特点,提出一种新式力马达结构,该力马达运用永磁体和线圈差动控制的原理,实现双向高频控制。由于传统的经验公式对新结构设计具有低准确性,基于有限元法,建立了力马达的模型并利用Ansoft仿真软件来分析力马达的力-位移特性,对影响力马达力-位移特性的轴向气隙面积、轴向气隙距离等主要结构参数进行了分析比较,并在此基础上进行优化。

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。

为比较不同永磁体结构对永磁同步电机性能的影响,以TYCX132M系列7.5kW永磁同步电机为研究对象,在Ansoft/Maxwell仿真环境下,建立了内嵌式W型和U型结构永磁同步电机的二维和三维模型,计算了两种永磁同步电机分别在空载和负载两种运行状态下的反电动势、定子电流、转速和电磁转矩。分析表明空载时W型比U型永磁同步电机的起动速度快、起动电流小、起动转矩平稳;负载时W型比U型永磁同步电机的定子电流有效值略大,但转速恢复的时间短,电磁转矩波动小。综合比较而言,该类型永磁同步电机的转子采用W型结构更为适宜。

永磁调速器是一种利用涡流效应传递扭矩，通过调节耦合面积调节转速的新型节能调速设备。为了提高现有永磁调速器的输出转矩．对径向永磁调速器的磁场和输出转矩进行了分析研究。在电磁场理论和贝塞尔函数的基础上建立了数学模型，得到了导体上涡电流密度的影响因素。利用Ansoft Maxwell软件对永磁调速器输出转矩进行动态仿真，得到了气隙、导体形状、磁极对数、转速差与输出转矩的影响关系。通过对永磁调速器耦合长度进行实验，验证了仿真分析的可靠性。为永磁调速器的结构优化提供了理论依据。

通过经验公式计算得到高频电磁铁基本结构参数;利用电磁仿真软件Ansoft分析了电磁铁在静态磁场下的行程力特性并据此对隔磁环、挡铁和衔铁进行了优化设计;最后分析了在瞬态磁场下复位弹簧和衔铁对电磁铁高频特性的影响对电磁铁复位弹簧参数进行了优化最终仿真得到电磁铁的最大运动频率。

建立了比例电磁铁有限元仿真模型，在考虑衔铁尾部端面位置的情况下，利用Ansoft Maxwell 2D电磁场有限元仿真软件，分析了吸合面位置对比例电磁铁行程．力特性的影响。仿真结果表明：衔铁尾部端面位置不变时，吸合面位置对比例电磁铁行程-力特性的影响较小。衔铁长度不变时，随着吸合面位置的前移，比例电磁铁行程-力特性水平程度变差，工作行程内电磁力减小，且衔铁越短，工作行程内电磁力的减小程度越显著。

基于有限元（ FEM）与功率健合图的原理，运用Ansoft电磁场计算软件和AMESim多物理量建模软件，建立了完整的比例电磁阀模型，实现了其电、磁、机、液的多物理量耦合。与现有的典型模型相比，该建模方法完善了比例电磁阀模型的精确性、完整性和动态响应特性。分别从比例电磁阀的电磁力、位移、流量等目标参数出发，通过试验比对验证了模型的精确性和静动态特性。该比例电磁阀模型与实际物理模型的相似程度完全符合液压控制系统的设计要求，可为后续的比例电磁阀高精度控制系统设计提供参考。

利用Ansoft Maxwell软件对换挡电磁阀电磁部分进行仿真计算。对比分析了有无隔磁槽对电磁力的影响；此外，重点从隔磁槽角度、长度、位置三大方面分析了其对电磁力与气隙的影响，找出其中的变化规律，为换挡电磁阀隔磁槽的设计提供了理论依据。研究表明：隔磁槽长度及位置对电磁力有较大的影响，隔磁槽角度在一定范围内对电磁力的影响较小。