摘要
液压阀作为液压控制系统中不可或缺的一部分，在民用及国防等各个领域的控制系统中发挥着重要作用。电机械转换器是电液比例阀的核心部件，其工作特性的优劣直接影响到阀的工作状态，进而影响到阀所作用的液压系统的工作性能，因此，对现有类型电机械转换器进行深入研究并不断创新电机械转换器结构形式对于满足现代工业日益提高的电液伺服比例阀使用要求和控制精度具有重要意义。 动圈式电机械转换器磁场由永磁体励磁产生，磁场分布不会在动子运动过程中发生改变，理论上可以产生恒定的工作气隙磁场，完全满足阀用电机械转换器工作要求。然而，其结构零件的复杂性和装配难度使得各部分结构难以得到最大程度的利用，动圈式电机械转换器的性能发挥也受到影响。对动圈式电机械转换器进行结构改进和科学的优化有助于改善其工作特性，推动动圈式电机械转换器的进一步发展。 本文提出了一种线圈内置式动圈式电机械转换器，并以其作为研究对象，以提高其静态输出力为目的，将理论分析与仿真分析方法相结合，对所设计的线圈内置式动圈式电机械转换器进行了系统的分析和研究。 本论文各章节主要内容如下： 以电液伺服比例阀和阀用电机械转换器发展过程为背景，阐述了阀用电机械转换器的研究现状和研究意义；对不同种类和应用场合的阀用电机械转换器的结构形式和工作原理进行了分类介绍，并对各种类型的电机械转换器研究现状进行了阐述和总结。 阐述线圈内置式动圈式电机械转换器的结构特点和工作原理；利用磁路各定律和磁场相关理论对其磁路的建立过程进行分析和描述；建立了线圈内置式动圈式电机械转换器磁路模型和电磁输出力的数学模型，并以磁路模型和数学模型为依据，明确了电机械转换器参数优化的方向。 根据工作原理，磁路模型和数学模型，阐述了提高线圈内置动圈式电机械转换器输出力的方法，并详细分析了影响动圈式电机械转换器工作性能提升的滞环，调零和漏磁问题；在结构上提出改进方案以改善这几项问题带来的不利影响。 建立了线圈内置式动圈式电机械转换器二维有限元分析模型，运用有限元分析软件详细分析了各结构参数对输出推力的影响规律；得到了优化后各结构参数的参数值，确定了优化值下电机械转换器的整体结构。验证了优化后整体结构的静态特性工作曲线，其输出力平稳，且输出力-电流曲线具有较高线性度；利用有限元分析模型对线圈内置式动圈式电机械转换器动态特性进行仿真分析，得到其动态特性曲线，确定了其结构形式的可行性。 根据电机械转换器性能指标分析了其测试原理，建立了电机械转换器测试系统，并对测试系统的主要结构和设备选型进行了说明；阐述了电机械转换器零件结构和样机设计注意事项。
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