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电磁铁性能测试可靠性研究综述 摘要：给出了具体比例电磁铁的性能参数测试分析方法，总结了国内外性能测试的研究现 状和发展趋势，对电磁铁的设计提出了自己的看法。 关键字:: 性能测式 比例电磁铁 传感器 位移-力特性 电流-力特性:: 引 言 磁力具有许多优点，如结构简单、易予控制、节约能源、减少污染等，越来越受到人们 的重视，在机械工程领域中的应用也越来越广，最明显的表现就是国内外发明的磁力机械越 来越多。电磁铁、电磁离合器是应用在众多领域的重要电操纵装置，其电气性能的好坏直接 关系到对被控对象的操纵与控制性能。生产厂家在产品出厂前都要对其性能进行全面的测 试，以确保产品的质量，电磁铁、电磁离合器主要检测的电气参数有：加电后的电磁力(吸 力或推力)；动作行程与动作速度；接通电压和断开电压；寿命与初始电磁力。以前的设备 检测性能单一、检测技术简单，往往需要几种设备、经过几道工序、配合有经验的检验员手 工操作才能完成检测。其缺点是设备性能低，操作烦琐，工人劳动强度大，而且数据可靠性 取决于操作者的熟练程度、人为因素较大。现在，电液比例技术已广泛地应用于国民经济的 各个部门，使得工业生产的自动化水平、控制精度及可靠性大大提高，较大地提高了社会生 产力．而比例电磁铁做为电液比例元件和系统关键电气-机械转换动力元件，对比例电磁铁 的性能参数进行测试分析，以满足各种用途的需要，有着十分重要的意义，由于目前国内还 没有完整的关于比例电磁铁性能测试及试验方法，所以本综述同时参考了相关比例元器件的 船舶行业标准规定的测试标准和试验方法。 电磁铁国内外研究进展与现状 1.1 1.1 11..11、发展背景 电液比例技术的优点突出体现在变工况和动态性能上，因此也成为了当前液压发展的 主要方向之一。各国政府和企业纷纷投入大量的人力和物力进行电液比例控制系统机的研 究。美国、德国、日本、英国等己有较成熟的产品推向市场，生产厂家主要有MagnetsehuztZ， bos，Binder，Rexroth，Boseh，Viekers等。磁铁生产技术我国的电控技术应用尚处于起步 阶段。但它的应用与发展被认为是衡量一个国家工业水平和现代工业发展程度的重要标志， 是液压工业又一个新的技术热点和增长点。在我国同样有一大批主机产品的发展，需要应用 该项技术，因此，将其列为促进我国液压工业发展的关键技术之一。 1.2 1.2 11..22、基本内容 经过多年的发展，比例电磁铁的品种比较多，但其基本结构原理和大致相同。典型的 比例电磁铁结构主要由衔铁、导套、极靴、壳体、线圈、推杆等组成。根据使用情况和调节 参数不同，比例电磁铁可分为力型、位移型和位置调节型三种应用类型。力型比例电磁铁直 接输出力，它在工作区内，具有水平的位移一力特性，即输出力只与输入电流成比例，与位 移无关。位移型比例电磁铁是由力型比例电磁铁与负载弹簧共同工作而形成的。电磁铁的输 出力，通过弹簧转换成位移，即位移型比例电磁铁实现了电流-力-位移的线性转换。这种类 型的比例电磁铁，输出量是与电流成正比的位移，其工作行程较大，多用在直接控制型比例 阀上。位移型比例电磁铁与力型比例电磁铁结构完全相同，只有使用条件的区别，因此它们 的控制特性曲线是一致的，都具有水平的位移一力特性和线性的电流-力特性。 1.3 1.3 11..33、性能测试 对于比例电磁铁，静态性能测试主要包括电流-力特性测试，位移-力特性测试；动态 性能测试包括输出力阶跃响应特性，输出位移阶跃响应特性。下面介绍列出一般的比例电磁 铁测试系统供参考。静态性能测试和动态性能测试可以帮助我们根据其原理得出所需测试的 参数等信息。比如：启动电流、饱和电流、输出力、位移等。 比例电磁铁测试系统原理图 a)静态性能 输出力-行程(位移)特性：流经线圈以一定电流并保持不变，测定输出力和行程之间的相互 关系。在电磁铁行程范围内以正反行程做一完整循环的连续曲线，该曲线即为力一行程特性 曲线。若改变电流，重复上述试验便可以得到在不同电流下的一组曲线族，这组曲线族便完 整表示了电磁铁输出力-行程特性，输出力-行程特性曲线的轨迹则为名义输出力一行程(位 移)特性曲线，如图1.3-a1所示。 图1.3-a1 输出力一行程(位移)特性曲线 额定输出力：在额定电流下的名义行程曲线中直线段两端输出力的算术平均 值，即 输出力