针对传统数字阀用电-机械转换器运动惯量大不具备耐高压能力以及需要机械转换环节的不足提出了一种新型低惯量耐高压的直动式电磁铁设计方案.永磁体产生的磁通与控制线圈产生的磁通形成差动磁场产生使衔铁轴向运动的力.通过电磁场的二维有限元数值模拟得到该电-机械转换器在不同条件下的磁场分布和力移特性.研究结果表明低惯量耐高压直动式电磁铁具有近似正弦波的力位移特性和较大的输出力适合作为直动式数字阀的电-机械转换器.

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足,研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致,该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩,其矩角特性近似于正弦波形,可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。

研制了一种新型空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。首先建立了旋转电磁铁的数学模型,仿真分析了其频率响应和阶跃响应,其仿真频宽约为230Hz/-3dB和240Hz/-90°,上升时间约为4.3ms。为了验证理论分析的正确性,搭建了旋转电磁铁的试验平台对其进行了研究。研究结果表明,该旋转电磁铁具有良好的动态性能,其试验频宽达到220Hz/-3dB和220Hz/-90°,上升时间约为5.6ms。试验结果和仿真结果基本一致,表明该旋转电磁铁适合用作高频2D数字阀的电-机械转换器。

针对传统2-D数字阀用电-机械转换器转动惯量大、动态响应低的不足研制了一种空心杯转子结构的低惯量旋转电磁铁。通过磁路解析讨论了电磁铁结构和运行参数对输出力矩的影响;基于Ansoft/Maxwell 3-D平台对其矩角特性进行了有限元模拟。试验结果和仿真结果基本一致该低惯量旋转电磁铁具有较大的静力矩其矩角特性近似于正弦波形可用作高频2-D数字阀的电-机械转换器。