磁致伸缩致动器

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研究简介

  电磁式致动器是工业生产中不可或缺的一类驱动装置，其中磁致伸缩致动器广受关注。这种致动器的核心作动部件是磁致伸缩棒，其最大磁致应变可达1000ppm以上。磁致伸缩致动器具有精度高、响应快等特点。高速阀、精密位移台等领域都对磁致伸缩致动器的输出速度的提出了较高的要求。电磁式致动器中的磁路元件往往是电的良导体，在高频激励磁场的作用下其内部会产生涡流。涡流损耗是限制致动器高速动作的重要因素，减小涡流损耗的常见做法是将磁路中的整块导体做成分区绝缘的结构。该结构被广泛应用于电磁式电机、变压器等设备的磁芯中。

研究成果

  刘鹏飞硕士（2021级）建立了磁致伸缩致动器的磁路方程及磁－机耦合传递函数，并通过理论分析及仿真验证了叠片硅钢磁芯的等效电导率较整体硅钢磁芯更低，有利于降低涡流损耗，进而提升磁路中的有效磁通量。将50片厚度为0.2mm的绝缘桂钢片堆叠粘接，制成了磁致伸缩致动器的叠片结构磁芯。优化了线圈的结构，用多股绝缘绞合漆包线绕制了匝数为８匝且电感值为1.2Ω的激励线圈，使得在驱动电压幅值一定的情况下，提升了电流的上升速率也就是致动器的输出速度。