永磁并联磁路高速电磁铁动态特性分析与优化

摘要

高速电磁铁是柴油机电控燃油喷射系统的核心部件,其动态响应直接影响喷油的控制精度及灵活控制规律.为了加快动态响应速度,降低功耗,提高安全可靠性,提出了一种永磁并联磁路新型高速电磁铁.基于时步有限元方法建立了高速电磁铁电、磁、机械运动耦合的数值仿真模型,并通过实验验证了模型的精度.对比分析了新型高速电磁铁和普通高速电磁铁的动态特性,揭示了关键参数对其动态特性的影响规律,得出新型高速电磁铁具有更强的稳健性;同时对新型高速电磁铁的关键参数进行了优化匹配,结果表明:优化后吸合响应时间缩短了22.9％,释放响应时间基本不变,加快了高速电磁铁的动态响应速度;峰值电流和维持电流分别降低了10.3％、31.6％,峰值电流脉宽基本不变,大大降低了电磁铁功耗及线圈发热量;残余气隙和最小维持电磁力分别增大了22.2％、10.1％,更加有利于衔铁的装配及衔铁稳定的保持吸合.