一种GMA高速开关阀的结构设计与磁场仿真分析

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1、一种GMA高速开关阀的结构设计与磁场仿真分析甄亮1,2，方占萍1,2，马忠孝3(1.酒泉职业技术学院甘肃省太阳能发电系统工程重点实验室，甘肃酒泉735000;2酒泉新能源研究院甘肃酒泉735000;3.中联重科股份有限公司湖南长沙410000）摘要：本文设计了高速开关阀用GMA的结构形式，计算了GMM棒所需的长度和直径，并结合高速开关阀的工作特点设计了线圈尺寸。通过Ansoft软件对GMA的磁场分布做了详细分析,得出采用低磁导率的导磁块时GMM棒轴向磁场不均匀度最小，且导磁块与GMM棒相对磁导率相同或接近时磁场

2、不均匀度改善可达到最优,气隙宽度对GMM棒磁场不均匀度影响较显著，且当气隙宽度为0.4mm时磁场不均匀度最小,线圈安匝数主要影响GMM棒上的磁场强度大小，对磁场不均匀度影响甚小。关键词：高速开关阀；磁致伸缩；磁场仿真中图分类号：TK137.5文献标识码：A文章编号：TheGMAhigh-speedon-offvalvestructuredesignandsimulationofmagneticfieldanalysisZHENLiang1,2，FANGZhanPing1,2，MAZhongXiao3(1.Jiu

3、quanVocationalandTechnicalCollegeTheSystemEngineeringKeyLaboratoryofsolarpowerinGansuProvinceJiuquan735000China2.JiuquanNewEnergyResearchInstituteGansuJiuquan7350003.ZoomlionHeavyIndustryScienceandTechnologyCompanylimitedliabilitycompanyHunanChangsha410000)A

4、bstract:Itdesignedthestructureofthehigh-speedon-offvalvewithGMA,andcalculatedtheGMMrodlengthanddiameterasneeded,Combinedwiththeworkingcharacteristicsofthehigh-speedon-offvalvecoilsizeisdesigned.AccordingtotheAnsoftsoftwaremadedetailedanalysisofthemagneticfie

5、lddistributionofGMA,itisconcludedthatthelowpermeabilityGMMrodaxialmagneticfieldonthepermeabilityofblocksisnotuniformity,andpermeabilityblocksandGMMrodrelativepermeabilityisthesameorclosetothemagneticfieldisnotuniformityimprovecanachievetheoptimal,unevenwidth

6、ofairgapmagneticfieldofGMMrodoftheinfluenceissignificant,andwhentheairgapmagneticfieldisnotuniformitywhentheminimumwidthof0.4mm.ThecoilamperemainlyaffectedthemagneticfieldintensityontheGMMrodsize,thelittleinfluenceonmagneticfieldisnotuniformity.Keyword:thehi

7、gh-speedon-offvalve;magnetostrictive;thesimulationofmagneticfield基金项目:1.国家自然基金资助项目(51365028)2.甘肃省科技计划资助（1309RTSF043）；3.甘肃省科技创新平台专项资助（144JTCF256）国家自然基金题目：具有游隙非线性的大型风力机变桨距电液负载模拟系统的研究0引言磁致伸缩材料作为几种重要的功能材料之一，因其独有的性质，其研究和应用越来越多的受到国内外学者关注。根据磁致伸缩材料的特性将其应用到高速开关阀上，通过外

8、加磁场大小来改变超磁致伸缩棒的伸缩量（一般为几十微米），从而控制输出机构的力和位移。为了增大GMA(超磁致伸缩致动器，GiantMagnetostrictiveActuator)的输出位移，往往会设计相应的微位移放大机构对GMA的输出位移进行放大，以达到工作需要。由于超磁致伸缩材料本身的特点，GMA具有响应速度快，输出力大等优点，与其他电机械转换器相比具有明显的优势。1高速开关阀的整体