單相對(duì)稱磁路濕式力矩馬達(dá)研究

孟　彬　林　瓊　阮　健

(浙江工業(yè)大學(xué)特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 杭州 310014)

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單相對(duì)稱磁路濕式力矩馬達(dá)研究

孟彬林瓊?cè)罱?/p>

(浙江工業(yè)大學(xué)特種裝備制造與先進(jìn)加工技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 杭州 310014)

現(xiàn)有的2D閥用電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器從磁路原理和結(jié)構(gòu)而言均較為復(fù)雜，且不能在濕式狀態(tài)下工作。為此，基于單相對(duì)稱磁路設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有限轉(zhuǎn)角的新型濕式力矩馬達(dá)，制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別基于磁路解析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究了該馬達(dá)的力矩-轉(zhuǎn)角特性以及頻率響應(yīng)等主要特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果基本相符，顯示該馬達(dá)的矩角特性曲線呈線性關(guān)系，且幅值隨著電流增加而增大，其靜力矩幅值達(dá)到0.042 N·m，實(shí)測(cè)頻響能夠滿足直驅(qū)式2D比例閥和換向閥等的使用要求，適合作為此類場(chǎng)合的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器。

力矩馬達(dá)； 濕式； 耐高壓； 單相對(duì)稱磁路； 2D閥

引言

電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器是電液伺服/比例控制元件的關(guān)鍵部件[1-3]，其按照銜鐵是否允許浸泡在油液里而被分為干式和濕式兩類，濕式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器由于其耐高壓設(shè)計(jì)而得以取消干式結(jié)構(gòu)固有的閥桿上的動(dòng)密封，提高了閥的工作可靠性；銜鐵工作時(shí)可以浸在油液中，油液會(huì)循環(huán)帶走軛鐵和銜鐵的部分熱量，起到改善散熱的作用；油液的阻尼效應(yīng)也使得閥切換時(shí)噪聲小，工作平穩(wěn)，延長(zhǎng)了使用壽命。因此，具備濕式耐高壓能力的高性能電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器一直是研究重點(diǎn)和發(fā)展方向[4-6]。

為了有效克服液動(dòng)力從而獲得理想的靜動(dòng)態(tài)特性，人們通常將伺服/比例閥設(shè)計(jì)成導(dǎo)控式的多級(jí)結(jié)構(gòu)。在眾多的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中，基于閥芯雙運(yùn)動(dòng)自由度(Two dimensional，2D)設(shè)計(jì)的流量放大機(jī)構(gòu)將原本分立的導(dǎo)控級(jí)和功率級(jí)合二為一，集成于單個(gè)閥芯上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗污染能力強(qiáng)，可構(gòu)成換向、比例和伺服閥等全系列2D電液控制元件，在航空航天、軍用武器、船舶、大型電站、鋼鐵、材料試驗(yàn)機(jī)和振動(dòng)臺(tái)等領(lǐng)域中得到了相當(dāng)程度的應(yīng)用[7-9]。2D閥由于其獨(dú)特的工作原理，需要使用旋轉(zhuǎn)式電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，其一般選用混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?；旌鲜讲竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的磁路對(duì)稱，但由于定子徑向分相而不具備濕式耐高壓能力[10-11]，導(dǎo)致其無法與2D閥閥體相連而構(gòu)成較為簡(jiǎn)單的直驅(qū)式2D閥，不利于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。筆者曾提出一種軸向分相的雙相旋轉(zhuǎn)電磁鐵，其輸出力矩大，動(dòng)態(tài)響應(yīng)也較快，還能做成濕式耐高壓的結(jié)構(gòu)，缺陷是單永磁體結(jié)構(gòu)無法保持對(duì)稱磁路，本體和驅(qū)動(dòng)電路較為復(fù)雜[12]。以上兩類電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器均從電動(dòng)機(jī)的思路發(fā)展而來，為保持動(dòng)子可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁相至少要兩相以上。而2D閥閥芯只需要小角度的有限轉(zhuǎn)角即可，因此其現(xiàn)有電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器無論是從磁路原理或結(jié)構(gòu)上而言，都存在著進(jìn)一步改進(jìn)提升的空間。

本文基于單相對(duì)稱磁路提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有限轉(zhuǎn)角的新型濕式力矩馬達(dá)，制作實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別通過磁路解析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究討論該馬達(dá)的矩角特性以及頻率響應(yīng)等靜動(dòng)態(tài)特性。

1　磁路原理與馬達(dá)結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)雙向作動(dòng)的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器時(shí)，磁路的對(duì)稱性是需要重點(diǎn)考慮的問題，因其涉及工作精度問題。圖1所示為單相勵(lì)磁的軸向?qū)ΨQ磁路，對(duì)應(yīng)到具體結(jié)構(gòu)時(shí)由銜鐵和定子部件等組成，銜鐵外圓均布若干個(gè)矩形小齒，定子部件由4段軛鐵構(gòu)成，其內(nèi)圓面下端也均布與軛鐵外圓相同數(shù)量的小齒。其中第1軛鐵和第2軛鐵之間、第3軛鐵和第4軛鐵之間需各自錯(cuò)齒半個(gè)齒距角，隨后第2軛鐵和第3軛鐵之間再錯(cuò)開四分之一個(gè)齒距角。第2軛鐵和第3軛鐵相互扣合包容勵(lì)磁線圈構(gòu)成勵(lì)磁相。第1軛鐵和第2軛鐵之間、第3軛鐵和第4軛鐵之間各自放置一個(gè)永磁體作為極化磁場(chǎng)源。如在控制線圈中通入大小可調(diào)的電流，其產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)與極化磁場(chǎng)在氣隙下相互疊加，便可得到與控制電流大小成正比的雙向銜鐵角位移。圖2所示為基于該磁路的單相勵(lì)磁力矩馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1　單相勵(lì)磁的軸向?qū)ΨQ磁路Fig.1　Axial symmetrical magnetic circuit with single-phase excitation1.第1軛鐵　2.第2軛鐵　3.左永磁體　4.勵(lì)磁線圈　5.第3軛鐵　6.第4軛鐵　7.右永磁體　8.銜鐵

圖2　力矩馬達(dá)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2　Schematic of torque motor structure1、3、7、8、11、12、13、16.O型密封圈　2.前端蓋　4.銜鐵軸　5.第4軛鐵　6.右永磁體　9.保持架　10.勵(lì)磁線圈　14.銜鐵15.后端蓋　17.左永磁體　18.第1軛鐵　19.第2軛鐵　20.第3軛鐵

上述的結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)具有濕式耐高壓能力：相比于傳統(tǒng)的徑向磁路，軸向的磁路結(jié)構(gòu)可以采用O 形密封圈對(duì)轉(zhuǎn)子容腔進(jìn)行密封，從而使得油液能夠進(jìn)入轉(zhuǎn)子腔，使其成為濕式耐高壓的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器。這種采用O型密封圈的濕式耐高壓設(shè)計(jì)方法，相比傳統(tǒng)比例電磁鐵的焊接密封而言，無需焊接工序，也降低了成本。

(2)磁路對(duì)稱：相比于之前的單永磁體結(jié)構(gòu)，由于左右永磁體對(duì)稱布置，該馬達(dá)的磁路是對(duì)稱的，因此無論往哪個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，其矩角特性都是對(duì)稱的，從而保證了電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器的工作精度。

(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：相比于雙相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，單線圈勵(lì)磁可以有效降低驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)雜性，減小成本；雖然單相勵(lì)磁中銜鐵角位移被限制在半個(gè)齒距角之內(nèi)，但在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)工作行程的需要來設(shè)計(jì)齒距角大小。

2　數(shù)學(xué)建模與仿真

2.1磁路解析

為獲得力矩馬達(dá)的靜態(tài)矩角特性方程，分析關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)其的影響，采用等效磁路法進(jìn)行建模分析。假設(shè)系統(tǒng)中的鐵磁材料工作在線性區(qū)，定轉(zhuǎn)子鐵芯磁導(dǎo)率為無窮大，可認(rèn)為磁路中的磁壓降就主要集中在工作氣隙上。基于以上假設(shè)可得到和圖1對(duì)應(yīng)的等效磁路圖，如圖3所示。

圖3　力矩馬達(dá)等效磁路圖Fig.3　Equivalent magnetic circuit of torque motor

圖中Fc——永磁體向外提供的等效磁動(dòng)勢(shì)

Λm——永磁體磁導(dǎo)

Φm——永磁體向外提供的工作磁通

Λa、Λb、Λc、Λd——?dú)庀禷～d下的磁導(dǎo)

i——?jiǎng)?lì)磁線圈的繞組電流

N——線圈的匝數(shù)

為便于推導(dǎo)，根據(jù)磁路的線性疊加原理，可以將圖3分解成如圖4所示的3個(gè)磁路圖。

圖4　等效磁路圖的線性分解Fig.4　Linear decomposition of equivalent magnetic circuit

圖5　機(jī)械和電氣齒距角的對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.5　Correspondence between mechanical and electrical tooth pitch angle

圖中Ucb、Ucc——?dú)庀禸和c下的由電流單獨(dú)勵(lì)磁引起的氣隙磁壓降

Upm1、Upm2——由左永磁體單獨(dú)勵(lì)磁引起的氣隙磁壓降

Upm3、Upm4——由右永磁體單獨(dú)勵(lì)磁引起的氣隙磁壓降

當(dāng)定子和銜鐵上的齒為均勻分布時(shí)，銜鐵每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角，馬達(dá)的磁路完整地變化一個(gè)周期，因此一個(gè)機(jī)械齒距角實(shí)際上對(duì)應(yīng)2π的電氣齒距角，如圖5所示，可以表示為

(1)

式中Zr——銜鐵齒數(shù)

θe——定子和銜鐵齒中心線夾角的電角度

θt——定子和銜鐵的齒距角

θ——定子和銜鐵齒中心線夾角的機(jī)械角度

假定定子和銜鐵各個(gè)齒下的氣隙磁導(dǎo)均可由Fourier級(jí)數(shù)分解成各次諧波分量，略去一階以上的諧波分量，則定子和銜鐵各個(gè)齒下的氣隙磁導(dǎo)Λ可以寫為

(2)

式中Λ0——?dú)庀洞艑?dǎo)的恒定分量

Λ1——?dú)庀洞艑?dǎo)的一階諧波分量幅值

按照經(jīng)典的電磁學(xué)理論，電磁力矩可以通過求得系統(tǒng)總磁共能后對(duì)銜鐵轉(zhuǎn)角求導(dǎo)獲得。在線性疊加條件下，可以寫出電磁鐵的總磁共能為

(3)

式中Ua、Ub、Uc、Ud——?dú)庀禷～d下的磁壓降

w′——電磁鐵的磁共能

銜鐵的輸出力矩可以寫為

(4)

式中T——銜鐵的總輸出力矩

Ta、Tb、Tc、Td——?dú)庀禷～d下的輸出力矩

如圖4a所示，當(dāng)電流單獨(dú)勵(lì)磁時(shí)，b和c氣隙下的磁壓降可以寫為

(5)

同樣，當(dāng)左永磁體單獨(dú)勵(lì)磁時(shí)，其氣隙磁壓降可以寫為

(6)

由于左右永磁體的對(duì)稱布置，可以得到

(7)

各個(gè)氣隙下的電磁力矩可以寫成

(8)

圖6　各個(gè)氣隙下的磁場(chǎng)分布剖面圖Fig.6　Sectional view of magnetic field distribution for each air gap

將式(2)～(7)代入式(8)后化簡(jiǎn)，考慮到3Λ0?Λ1,且略去sinθ和cosθ的高次項(xiàng)，可得到馬達(dá)力矩的表達(dá)式為

(9)

其中

(10)

(11)

(12)

式中K1——永磁力矩系數(shù)

K2——混合力矩系數(shù)

K3——電磁力矩系數(shù)

由上述推導(dǎo)過程可知，馬達(dá)的輸出力矩可以分為3部分：永磁力矩、混合力矩和電磁力矩。其中永磁力矩和電流無關(guān)，大小和永磁體磁勢(shì)Fc的平方成正比，方向和銜鐵旋轉(zhuǎn)方向相反，是主要的阻力矩來源；混合力矩是馬達(dá)力矩的主要部分，其大小和永磁體磁勢(shì)Fc、線圈匝數(shù)N及電流i的乘積成正比；電磁力矩則和永磁體無關(guān)，大小只和線圈匝數(shù)N與電流i的乘積成正比。除此之外，力矩大小還和銜鐵齒數(shù)、氣隙磁導(dǎo)參數(shù)有關(guān)，增加銜鐵齒數(shù)、優(yōu)化氣隙磁導(dǎo)參數(shù)等均可提升輸出力矩[13-14]。

2.2有限元模擬

由于馬達(dá)永磁體的軸向極化磁場(chǎng)和徑向電流勵(lì)磁磁場(chǎng)彼此交錯(cuò)，其作用機(jī)理較為復(fù)雜。為深入揭示并驗(yàn)證其工作原理，基于Ansoft Maxwell平臺(tái)作電磁場(chǎng)的三維有限元模擬[15]。圖6所示為與圖1磁路圖對(duì)應(yīng)的各個(gè)氣隙下馬達(dá)磁場(chǎng)的分布剖面圖，可以看到由于絕大部分磁場(chǎng)在δb和δc下疊加，因此這兩個(gè)氣隙下的軛鐵和銜鐵磁場(chǎng)密度明顯要比δa和δd的大；又由于磁場(chǎng)在δc下相互增強(qiáng)，在δb下相互抵消而減弱，因此前者的軛鐵和銜鐵磁場(chǎng)密度更大。從電磁設(shè)計(jì)角度而言，軛鐵齒根部磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，銜鐵齒端次之；銜鐵由于被設(shè)計(jì)成空心杯結(jié)構(gòu)以減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，則杯壁厚度也是關(guān)鍵參數(shù)，需要在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和磁飽和之間作合理的折中選擇。

圖7所示為繞組電流分別為0.05、0.1、0.2 A下，模擬得到的馬達(dá)在-4.5°～4.5°轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的矩角特性曲線，可以看到電磁力矩隨著轉(zhuǎn)角的增加而線性增加，其對(duì)應(yīng)的最大靜力矩分別為0.014、0.024、0.048 N·m 左右。在磁場(chǎng)沒有飽和的情況下，力矩幅值和電流基本成正比，矩角特性波形有輕微的凸凹點(diǎn)存在，這是因繞組電流較小時(shí)高次諧波的影響造成的。

3　實(shí)驗(yàn)

圖8　馬達(dá)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架Fig.8　Test rig for motor1.角位移傳感器　2.伺服電動(dòng)機(jī)　3.扭矩傳感器　4.馬達(dá)樣機(jī)　5.聯(lián)軸器　6.銅片

為驗(yàn)證前述磁路解析及有限元模型的正確性，制作了力矩馬達(dá)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并搭建如圖8所示的實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，其中馬達(dá)、扭矩傳感器和伺服電動(dòng)機(jī)均通過連接板被固定于臺(tái)架底座上，馬達(dá)通過聯(lián)軸器與扭矩傳感器的輸出軸相連，扭矩傳感器則通過聯(lián)軸器與伺服電動(dòng)機(jī)相連，由于馬達(dá)工作行程很小，伺服電動(dòng)機(jī)尾部裝有角位移傳感器，其采用無接觸式磁旋轉(zhuǎn)編碼器AS5045，分辨率可達(dá)到0.087 9°，足以對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)角位移構(gòu)成高精度的閉環(huán)控制。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過專用控制器對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)子角位移和相電流的雙閉環(huán)反饋控制，伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)到指定角度，激光位移傳感器則用來測(cè)試樣機(jī)的頻率響應(yīng)。

3.1靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)

靜態(tài)特性實(shí)驗(yàn)主要是測(cè)試馬達(dá)在不同勵(lì)磁電流下的矩角特性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過專用控制器中雙閉環(huán)反饋算法(位移和電流)控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)至所需工作轉(zhuǎn)角并在此保持住這個(gè)角度，隨后給馬達(dá)通電并保持電流不變，通過伺服電動(dòng)機(jī)后置的角位移傳感器和扭矩傳感器即可測(cè)出該電流下馬達(dá)轉(zhuǎn)角和力矩的關(guān)系，改變伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的繞組電流便可得到矩角特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖9所示為繞組電流分別為0.05、0.1、0.2 A 下，實(shí)測(cè)得到的馬達(dá)在-4.5°～4.5°轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)的矩角特性曲線，考慮到有限元模型與實(shí)際樣機(jī)之間的材料特性參數(shù)差異和測(cè)試手段的限制，可以認(rèn)為模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果大體上是相符的，實(shí)測(cè)的電磁力矩隨著轉(zhuǎn)角的增加而線性增加，其對(duì)應(yīng)的最大靜力矩比有限元模擬的略小，其分別為0.014、0.022、0.041 N·m 左右，力矩幅值和電流基本成正比；有限元數(shù)值模擬由于是靜磁場(chǎng)仿真，因此結(jié)果不存在滯環(huán)，而實(shí)測(cè)的各條曲線均存在輕微的滯環(huán)，其原因是由于軟磁材料(電工純鐵DT4)的磁滯以及臺(tái)架存在各種靜動(dòng)摩擦。電工純鐵的磁滯和其加工方式及后續(xù)熱處理關(guān)系很大，然而在本研究中不具備熱處理的條件，這在一定程度上也導(dǎo)致了滯環(huán)的出現(xiàn)。

3.2動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)

動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)主要是測(cè)試馬達(dá)的頻率特性。實(shí)驗(yàn)在圖8所示的測(cè)試系統(tǒng)上進(jìn)行，需外加信號(hào)發(fā)生器，首先將馬達(dá)與扭矩傳感器斷開，調(diào)整激光位移傳感器的光點(diǎn)使其對(duì)準(zhǔn)馬達(dá)銜鐵軸前段粘貼的銅片以測(cè)得銜鐵角位移，信號(hào)發(fā)生器用來產(chǎn)生馬達(dá)所需的正弦波輸入信號(hào)，兩路輸出信號(hào)分別輸至記憶示波器記錄輸出。圖10所示為0.1 Hz和10 Hz兩種正弦波信號(hào)下實(shí)測(cè)得到的頻率響應(yīng)曲線，可以看到樣機(jī)在低頻段時(shí)輸出信號(hào)能夠良好地跟隨輸入信號(hào)的變化，在中頻段也具有較好的頻率響應(yīng)，馬達(dá)的動(dòng)態(tài)性能可以滿足直驅(qū)式2D比例閥和換向閥的工程使用要求(1～10 Hz范圍內(nèi))。另外，由于馬達(dá)的氣隙取得較小，加上其加工裝配精度所限，軛鐵和銜鐵之間偶爾會(huì)出現(xiàn)摩擦觸碰，使得其頻率響應(yīng)曲線波形出現(xiàn)輕度的凹坑及扭曲。

圖9　實(shí)測(cè)的矩角特性曲線Fig.9　Measured torque-angle characteristics

圖10　實(shí)測(cè)的頻率響應(yīng)曲線Fig.10　Measured frequency response curve

4　結(jié)論

(1)基于單相對(duì)稱磁路提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、有限轉(zhuǎn)角的新型濕式力矩馬達(dá)。制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別通過磁路解析、數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)討論了該馬達(dá)的矩角特性以及頻率響應(yīng)等靜動(dòng)態(tài)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果基本相符，顯示該馬達(dá)的矩角特性

波形呈線性關(guān)系，且幅值隨著電流增加而增大，其最大靜力矩達(dá)到0.042 N·m，實(shí)驗(yàn)頻寬能夠滿足直動(dòng)式2D比例閥和換向閥等的使用要求(1～10 Hz范圍內(nèi))，適合作為此類場(chǎng)合的電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器。

(2)馬達(dá)使用的軟磁材料為電工純鐵DT4，一般而言需要在加工完后進(jìn)行熱處理以整理磁疇獲得較優(yōu)的磁性能。然而在本研究中不具備熱處理的條件，在未來研究中應(yīng)改善熱處理?xiàng)l件，馬達(dá)的輸出力矩和靜動(dòng)態(tài)特性可進(jìn)一步得到提升。

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Research on Wet Type Torque Motor Based on Symmetrical Magnetic Circuit with Single-phase Excitation

Meng BinLin QiongRuan Jian

(KeyLaboratoryofSpecialPurposeEquipmentandAdvancedProcessingTechnology,MinistryofEducation,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014,China)

In order to solve problems that conventional electro-mechanical converter of 2D valve had deficiency of complicated magnetic circuit, intricate structure and lacking high pressure resistance, a torque motor with simple structure, limited working stroke and high pressure resistance was developed based on symmetrical magnetic circuit with single-phase excitation. Working principle and detailed structure were discussed. Prototype motor was fabricated and test rig for static and dynamic characteristics was built. Torque-angle characteristics and frequency response were studied using approaches of magnetic circuit analysis, FEM simulation and experiments. The experimental results were in a close agreement with the simulated results, which indicated the torque-angle characteristic was close to linear relationship and its amplitude increased with excited current. The simulated results don’t have hysteresis characteristics since it is a static electro-magnetic simulation. And experimental curves show slight hysteresis, which are mainly due to magnetic hysteresis loops of soft magnetic materials and each static and dynamic frictions existing in the test rig. The maximum static torque reaches about 0.042 N·m and the experimental frequency width can meet requirements of 2D proportional and directional valves. Therefore the proposed torque motor is appropriate to be an electro-mechanical converter of such applications. If proper heat treatment can be performed, the static and dynamic characteristics of torque motor will be further improved.

torque motor; wet type; high pressure resistance; symmetrical magnetic circuit with single-phase excitation; 2D valve

10.6041/j.issn.1000-1298.2016.09.054

2016-06-04

2016-07-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51405443)、浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(LY14E050007)和浙江省科技廳公益性項(xiàng)目(2016C31G2020039)

孟彬(1979—)，男，副教授，博士，主要從事電液伺服控制研究，E-mail： bin_meng@zjut.edu.cn

TH137.5

A

1000-1298(2016)09-0406-07