仪器仪表学报

作者：田祖织，凡镕瑞，郭阳阳，徐纯洁，谢方伟

单位：田祖织,中国矿业大学机电工程学院徐州221116,tianzuzhi@163.com,凡镕瑞,中国矿业大学机电工程学院徐州221116,ts20050016a31@cumt.edu.cn,郭阳阳,中国矿业大学机电工程学院徐州221116,,徐纯洁,中国矿业大学机电工程学院徐州221116,,谢方伟,中国矿业大学机电工程学院徐州221116,

关键词：高速开关阀;电磁热耦合;温度反馈;变电压驱动控制;动态响应

基金：国家自然科学基金（52375069）、国家重点研发计划（2022YFB3403005）项目资助

良好的动态特性是高速开关阀流量精确控制的关键，然而现有的高速开关阀驱动控制策略忽略了变电压激励产生的温升对高速开关阀动态响应特性的影响。为了改善高速开关阀的动态响应特性并提高其工作可靠性，论文提出了一种基于温度反馈的高速开关阀变电压驱动控制方法。首先，基于Maxwell和Thermal建立了高速开关阀电磁热耦合仿真模型，分析了线圈匝数、驱动电压和环境温度对线圈温升的影响规律，结果表明增大驱动电压会引起线圈温升加剧；其次，进一步探究了温度变化对高速开关阀动态响应特性的影响规律，结果表明随着温度升高，开启滞后时间增加，关闭滞后时间减小，基于此提出了一种考虑温度反馈的变电压驱动控制策略，并在Simplorer中搭建仿真模型，验证了控制策略的有效性；最后，搭建了高速开关阀性能测试台，对比分析了单电压控制和变电压控制策略的控制效果，实验验证了所提出的变电压控制方法的有效性。测试结果表明：相比于传统的单电压控制，基于温度反馈的变电压控制策略下，高速开关阀的关闭滞后时间缩短了5.55ms，线圈的稳态温度降低了24.5℃，有效改善了高速开关阀的动态响应特性，并提高了工作可靠性。

来源：2025年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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