以液压支架矿用电磁先导阀上的电磁铁作为研究对象,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁仿真模型并分析电磁铁的动静态特性。通过研究电磁铁极靴凸起高度对电磁铁初始吸力及力位移特性的影响,得出最优的极靴凸起高度值;同时分析不同磁极形状对电磁铁力位移特性的影响,得出平面形磁极的力位移特性好,更适合行程短的电磁铁;最后通过仿真与实验分别研究电磁铁在空载和有负载时的动态特性,分析其动态响应过程,并得出相应的最快动态响应频率。

针对液压支架矿用电磁先导阀存在动态响应速度慢、维持阶段功率损耗大等问题,在不改变电磁铁机械结构的情况下,对驱动策略进行了研究。在分析了电磁铁工作原理的基础上,通过Ansoft Maxwell软件搭建电磁铁的仿真模型进行静态特性仿真,把得到的电磁仿真数据结果导入AMESim仿真模型中进行动态分析,并通过实验验证了仿真模型的正确性;分别研究了双极性电压控制、三电压控制和PWM维持占空比控制方式下的电磁先导阀动态特性,并对仿真结果进行了分析。结果表明:双极性电压的控制方式可以明显提升电磁先导阀的动态响应,而三电压和PWM维持占空比的控制方式在提升动态特性的基础上,还有效降低了功耗。