1. 研究目的与意义(文献综述)
电机泵动力旋转导向钻井工具及配套技术,是旋转导向可控偏心器中的重要组成部分。作为泥浆泵动力可控偏心器核心部件的电磁阀,其性能的好坏直接关系到旋转导向智能钻井系统能否正常工作。因为泥浆泵动力的产生,是通过电磁阀的开合来完成的,同时泥浆泵动力的控制也是通过控制电磁阀通断的时间来完成的,所以对电磁阀的研究和性能的分析显得尤为重要。
机电一体化是当前技术发展的趋势,为了使微型计算机、程控器能与其刚组成机电一体化的系统,电磁阀向低功耗、小型化和轻型化方向发展。这种电磁阀电磁设计的前提条件就是精确的吸力计算和均匀的磁场分布。目前,电磁场数值计算技术在工程领域中的应用得到了迅速发展。
有限单元法因几何适应性强、易于处理非线性、非均匀媒质等优点,已成为工程电磁场数值计算领域中最有效、应用最广泛的方法。电磁阀是量大面广的磁性电器,既可用作气体、液体的控制开关,又是安全联锁保护系统中不可缺少的一部分。与其他执行器相比,电磁阀具有质尺寸小、样式多样、动作时间极快、电信号传输、便于与计算机连接等特点。因此,在工农业、运输业、航天航空业以及生活设施等各个方面均获得了广泛运用。随着航天技术的飞速发展,低功率、高精度、单一功能的微小卫星在航天领域日益受到重视,与传统的航天器相比有着结构简单、重量轻、体积小、功耗小、成本低等特点。从而对其相应的部件要求向微小型化发展。电磁阀用于航天器动力系统推进剂和高压气体供应的控制,是其重要的组成部分,有的航天器上的电磁阀多达几十个。因此,微型化、高压、响应快是电磁阀的研究重点。涉及到电磁阀的主要结构参数往往需要实物样机加工出来才能确定,这会增加产品的设计周期,并且不能保证得到优化的结果。因此根据设计出来的结构形式,开展磁场仿真分析,优化产品结构,降低产品设计周期,提高产品可靠性。
2. 研究的基本内容与方案
掌握电磁阀的基本工作原理与特性,学习电磁场仿真工具的使用。在分析电磁阀基本特性分析方案的基础上,完成电磁阀的建模与仿真平台的导入。分析电磁阀模型参数和设置,实现系统仿真计算,在此基础上实现电磁阀的设计分析,为电磁阀特性改进提供设计依据。
电磁场仿真软件的选择:
电磁场仿真软件比较多,而根据我所要研究的课题,我筛选出以下几款软件供选择:
3. 研究计划与安排
第01周收集资料、阅读相关的文献;
第02周~第03周查阅资料了解系统架构原理并且完成开题报告;
第04周~第09周完成基本的功能性单元电路测试和系统架构设计;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]faurim,sonatop.afiniteelementanalysisofanelectromagneticflowcontrolvalve[j].ieeetransonmagnetics,1991,27(5):3912-3915.
[2]f.bayat*,a.fadaietehraniandm.danesh.finiteelementanalysisofproportionalsolenoidcharacteristicsinhydraulicvalves[j].internationaljournalofautomotivetechnology,2012,vol.13,no.5:809816.
[3]王剑中,薛立鹏,冉振华,方红荣,陈二锋.基于ansysmultiphysics的电磁阀电磁力仿真分析,导弹与航天运载技术,2014,s6:65-68.
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