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直动式力马达阀(FMV)静动态性能仿真研究

蒋红樱;姜昆鹏;丁建军

【摘要】Basedondescribingthestructureandoperatingprincipleof

MitsubishiHitachipowerfulmotorvalve(FMV),itanalysisitsprincipleof

internaldynamicforcepermanentmagnetmotormagneticcircuit;establish

themathematicalmodeloftheFMVforcemotorsystem;AMESIM

establishesamodelofstaticperformauce;buildthestaticperformancetest

systemtotesttheperformanceofFMV;analysistheinfluenceonthestatic

performancebecauseofelectro-hydraulicservovalvestructural

parameterscombinedwiththeinfluenceoftheexperimental

results;deducedthesystemtrajectoryequationtoanalysisthesystem

stability;analyzethedifferentparametervalueseffectonthedynamic

performancesystemandprovidetheoreticalguidanceforthevalvedesign

andmanufacturing.%在阐述了三菱日立强力马达阀(FMV)结构特征及工作原理

的基础上,分析了内部永磁动圈式马达磁路工作原理,推导出FMV内部自身系统的

传递函数,建立其系统数学模型.基于AMESIM软件建立其静态性能模型并进行仿

真分析,同时搭建静态性能测试系统进行测试,结合测试与仿真结果分析了各结构参

数对静态性能的影响,推导出系统的轨迹方程;建立其动态性能指标与结构参数的关

系,利用控制理论相关知识推导出相应的系统传递函数,得到伯德图等曲线进行系统

稳定性分析;分析了不同的参数值对FMV马达系统动态性能的影响,为阀体的设计、

制造提供理论指导.

【期刊名称】《机械设计与制造》

【年(卷),期】2017(000)003

【总页数】4页(P200-203)

【关键词】FMV;数学模型;仿真模型;静、动态性能;参数设计

【作者】蒋红樱;姜昆鹏;丁建军

【作者单位】江苏省水利工程科技咨询有限公司,江苏南京210000;江苏大学机械

工程学院,江苏镇江212013;中船重工第704研究所,上海200000

【正文语种】中文

【中图分类】TH16

在液压系统中，液压阀通过控制液压系统中液体的流量、流向及压力来控制执行元

件的运动方向、运动速度及推力等[1]，如果液压阀出现问题，整个系统都无法正

常工作，造成无法估计的损失。在AGC系统中，FMV用于控制轧机工作辊的辊

缝，辊缝的控制精度将直接影响钢板的加工精度，一旦损坏后直接对其进行更换将

大大的增加板材的加工成本，所以对FMV各项性能指标进行有效、实时的检测是

控制钢材生产成本的一个重要环节。由于理论与实际条件的限制，针对FMV这一

特定伺服阀的研究极少，相关仿真测试存在很大的局限性，三菱日立公司对此技术

参数仍处于必威体育官网网址状态[2-6]。针对FMV伺服阀进行结构原理说明、建模及仿

真来求其结构参数最优解，仿真软件分析了影响FMV静动态性能的主要结构参数，

并且建立了FMV结构参数数据库，通过实验来验证仿真模型的正确性，对于类似

直动式伺服阀的设计、制造及测试具有指导意义。

FMV的结构原理图，如图1所示。阀芯与力马达线圈相连与液压部分在一个工作

空间内，为湿式马达。位移传感器由传感器防磁罩、差压变送器（线圈）、差压变

送器（芯轴）等组成；阀体由阀芯、阀套等组成；力马达部分由线圈、永磁体、导

磁体、对中弹簧等组成；对中调节机构是由锁