针对电液伺服阀常用九种电-机械转换器的结构特点进行了对比与分析,并且对每种电-机械转换器的优缺点进行了分析研究,并且对当前常用的力马达和力矩马达进行了归纳总结。

电液伺服阀作为液压伺服控制元件中的核心元件,能将微弱信号转换为大功率信号,力矩马达作为电液伺服阀的核心元件,其性能直接影响电液伺服阀的性能。为了分析力矩马达输出转矩的影响因素,基于AMESim搭建仿真平台对各个因素进行分析,结果表明,永磁体剩余磁化强度、衔铁中心到衔铁末段距离、气隙处磁极面积和线圈匝数对力矩马达输出转矩影响较大,永磁体的长度以及横截面积和衔铁处于中位时气隙长度对力矩马达输出转矩影响较小,并通过试验验证了其正确性。

现有的2D阀用电-机械转换器从磁路原理和结构而言均较为复杂,本文设计了一种单相励磁的轴向不对称磁路,并根据该磁路提出了一种新型的单相永磁力矩马达。首先通过磁路解析法推导了马达的力矩转角特性方程,随后建立有限元模型分析了该马达的磁场分布和力矩转角特性。基于数值模拟结果加工了样机,建立了测试台架对其作了力矩转角特性的测试。测试结果与模拟结果较为符合,表明该马达的电磁力矩较大,其力矩-转角特性曲线呈上升的线性关系,力矩幅值随励磁电流而增加,适合作为2D三通阀及其他类似元件的电-机械转换器。

介绍了电液伺服阀和电液比例阀的组成及功能特点，同时对两种阀进行了比较，得出两种阀的使用特点和使用场合。

利用磁流体在外加磁场作用下具有较高饱和磁化强度和较大粘度的特点，提出了采用磁流体改善伺服阀力矩马达动态特性的方法。通过把磁流体添加到伺服阀力矩马达的工作气隙，来增加力矩马达的阻尼，改变力矩马达的动态响应特性，提高力矩马达及伺服阀的稳定性，从而有助于抑制和消除伺服阀自激振荡及噪声。通过对磁流体作用机理及力矩马达磁回路的分析，给出了磁流体作用力数学模型，以及添加磁流体和不添加磁流体的力矩马达动态数学模型，采用MATLAB／Simulink对添加磁流体和不添加磁流体的伺服阀力矩马达动态响应特性进行了分析，给出了分析结果，并通过激光位移传感器对伺服阀力矩马达动态响应特性进行了试验研究。仿真及试验结果表明，磁流体可增加伺服阀力矩马达的阻尼比，从而提高伺服阀力矩马达的稳定性和抗干扰能力。

以某型号电液伺服阀为参照，设计了SFF-10电液伺服阀。叙述了SFF-10电液伺服阀的作用、组成以及工作原理；通过对比分析电液伺服阀的几种类型，确定了双喷嘴挡板式电液伺服阀设计方案、采用Excel软件对电液伺服阀的阀套与阀芯、喷嘴组件以及衔铁组件进行了设计计算。通过建模仿真验证了本设计满足设计要求。

首先对电液伺服阀组件工作原理进行了介绍,然后在对电液伺服阀和液压锁的电磁场进行分析的基础上,探索了组合条件下液压锁的电磁场对电液伺服阀输出性能的影响。分析表明,液压锁电磁场产生磁通的大小和方向与液压锁的实际工作电压及供电极性相关,电液伺服阀力矩马达工作气隙处的原有磁通叠加后会改变衔铁的偏转力矩,最终导致伺服阀组件的输出压力变化。最后,通过改变液压锁供电电压和供电极性,进行了试验验证。

高速开关阀的开关特性在很大程度上取决于其电-机械转换元件的特性。本文提出了一种和新型电-机械转换元件-双稳开关力矩马达，该马达由脉冲电流驱动，具有记忆功能。理论分析和预测结果表明，该力矩马达具有较高的开关速度。

共振可能导致压力伺服阀失效.分析某飞机射流管式压力伺服阀材料的温度特性以及力矩马达衔铁组件在不同油温下的固有频率特性, 同时进行了热振动环境下的谐响应分析.结果表明： 油温升高, 飞机压力伺服阀力矩马达的固有频率下降, 且呈近似线性关系; 温度的升高对力矩马达衔铁组件的共振峰值幅度增大影响明显, 高温下飞机压力伺服阀更容易发生共振.

力矩马达是电液伺服阀的关键元件之一，其输出力矩特性对伺服阀性能具有较大的影响。利用磁流体（magnetic fluid，MF）具有较大的磁导率和在外加磁场作用下具有较大磁化强度的特点，通过在液压伺服阀力矩马达的工作气隙中添加磁流体来改善伺服阀力矩马达磁路效率，提高伺服阀动态性能。给出了添加磁流体的力矩马达磁路三维有限元分析模型。利用电磁场三维有限元分析方法对添加磁流体和不添加磁流体的力矩马达的磁场分布及力矩特性进行了分析。结果表明：添加磁流体后力矩马达的磁场强度及衔铁输出力矩值有明显改进。