喷气电磁阀节能研究

摘 要

    随着科学技术的发展，喷气织机技术发展得越来越快。电磁阀技术在喷气织机上得到了广泛的应用。喷气电磁阀，作为喷气织机喷射气流的控制元件，有着重要的作用。它的实质是一个高速开关阀。

    高速开关阀是20世纪80年代发展起来的一种具有响应速度快、结构简单、抗污染能力强、与电子电路配合好等特点的电液控制转换元件。只要控制脉冲频率或脉冲宽度，就能对流量进行连续的控制，因此高速开关阀是一种非常有前途的数字阀，发展这种数字元件将是工业现代化的必然选择。

为了进一步提高高速开关阀的响应频率，降低其响应时间，改善其性能。文章首先从高速开关阀的理论出发，并根据其电磁特性和机械特性，建立了数学模型，然后将数学模型线性化转化为传递函数方框图;结合MATLAB/SIMULINK仿真工具，先把数学模型转化为仿真模型，代入参数后，采用四阶龙格一库塔仿真方法，进行数字仿真，生成动、静态仿真曲线图。通过上述一系列的研究和分析，最后研制出新型高速开关阀。    作者希望通过该课题的研究，能够对对流体控制技术与计算机控制技术更好地结合，起到一定地促进作用，同时也衷心地希望我国的喷气织机节能技术取得飞速的发展。

关键词:喷气织机，高速开关阀，响应速度，数字仿真， 节能

目 录

第1章  绪论 1

1.1喷气织机 1

1.1.1喷气织机的概述 1

1.1.2喷气织机的引纬机构 2

1.2高速开关阀的研究动态和发展趋势 5

1.2.1国外高速开关阀的研究动态 5

1.2.2国内高速开关阀的研究现状 5

1.3本文主要研究目的和主要研究内容 5

1.3.1研究目标 5

1.3.2主要研究内容 6

第2章 高速开关阀的介绍 7

2.1高速开关阀的应用及分类 7

2.2高速开关阀的介绍 7

2.2.1高速电磁阀 7

2.2.2磁致伸缩式高速开关阀 7

2.2.3电流变液高速开关阀 8

2.2.4压电式高速开关阀 9

2.3 本章小结 9

第3章 喷气电磁阀 10

3.1主喷射气流的高速响应特性及控制 10

3.1.1主喷射气流的控制 10

3.1.2主喷嘴气流的高速响应特性 10

3.2喷气电磁阀工作原理 15

3.2.1功用 15

3.2.2结构及工作原理 15

3.2.3 喷气电磁阀的气电切换特性 16

3.3本章小结 18

第4章  高速开关阀的工作特性研究 19

4.1高速开关阀的PWM控制原理 19

4.1.1 PWM控制原理 19

4.1.2 阀芯位移的数字描述 20

4.1.3 PWM控制的优点 21

4.2高速开关阀的静态特性 21

4.2.1 PWM控制时的流量特性 21

4.2.2 高速开关阀空载压力特性 22

4.3本章小结 23

第5章 高速开关阀动态特性的节能仿真研究 25

5.1高速开关阀的结构和工作原理 25

5.1.1高速开关阀的结构 25

5.1.2高速开关阀的工作原理 25

5.2高速开关阀数学模型的建立 26

5.2.1高频电磁铁的分析 26

5.2.2高速开关阀的数学模型 28

5.2.3高速开关阀的传递函数方框图 29

5.3.1仿真的基本概念和基本知识 29

5.3.2仿真的概念 29

5.3.3数字仿真 29

5.3.4计算机仿真 30

5.3.5仿真软件 30

5.3.6计算机仿真的过程 30

5.4仿真模型的建立 31

5.4.1仿真模块参数设置 32

5.5高速开关阀流量特性分析 36

5.6高速开关阀节能仿真研究 37

5.6.1 磁性材料对高速开关阀响应的影响 38

5.6.2 弹簧刚度对高速电磁阀响应的影响 41

5.6.3 比较后的节能分析 43

5.6.4 其他因素的影响 43

5.7本章小结 46

第6章 新型节能高速开关阀的研制 47

6.1新型高速开关阀的设计原则 47

6.2新型高速开关阀的结构 48

6.3新型高频电磁铁的设计 48

6.3.1新型高频电磁铁的设计 49

6.3.2新型高频电磁铁的材料 50

6.4新型高速开关阀锥阀的设计 50

6.5新型高速开关阀弹簧的设计 50

6.6新型高速开关阀的控制方式 51

6.7本章小结 51

第7章  工作总结与展望 52

7.1工作总结 52

7.2全文展望 52

参考文献 53

致 谢 54