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井下双位自锁式电磁铁参数优化及性能分析

来源期刊:磁性材料及器件2017年第3期

论文作者:汪兴明 张剑秋 王强

文章页码:26 - 31

关键词:油气井工程;电磁铁;有限元分析法;双位自锁;优化设计;

摘    要:针对井下的恶劣工作环境,为了降低电磁阀能耗,提出了一种利用永磁体自锁的电磁阀。为了提高电磁阀在工作过程中的性能,利用Ansoft Maxwell软件建立电磁铁的分析模型,并对模型进行有限元分析。分别考虑电磁铁衔铁在不同位置、永磁体不同长度情况下,电磁铁的自锁性能和抗振动的能力。针对不同长度的线圈以及衔铁的不同位置,对电磁铁的换向能力进行有限元分析,得到合理的线圈长度。仿真结果分析表明,井下自锁式电磁铁增加永磁体的长度有助于衔铁抗振动能力的提高,但会削弱电磁铁的换向能力。综合考虑上述因素,结合电磁铁的实际尺寸,得到永磁体长度和线圈长度的优化设计参数分别为3mm和21mm。

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井下双位自锁式电磁铁参数优化及性能分析

汪兴明1,张剑秋2,王强1,3

1. 西南石油大学石油与天然气工程学院2. 中国船舶工业集团公司上海船厂船舶有限公司3. 中国航天科技集团公司烽火机械厂

摘 要:针对井下的恶劣工作环境,为了降低电磁阀能耗,提出了一种利用永磁体自锁的电磁阀。为了提高电磁阀在工作过程中的性能,利用Ansoft Maxwell软件建立电磁铁的分析模型,并对模型进行有限元分析。分别考虑电磁铁衔铁在不同位置、永磁体不同长度情况下,电磁铁的自锁性能和抗振动的能力。针对不同长度的线圈以及衔铁的不同位置,对电磁铁的换向能力进行有限元分析,得到合理的线圈长度。仿真结果分析表明,井下自锁式电磁铁增加永磁体的长度有助于衔铁抗振动能力的提高,但会削弱电磁铁的换向能力。综合考虑上述因素,结合电磁铁的实际尺寸,得到永磁体长度和线圈长度的优化设计参数分别为3mm和21mm。

关键词:油气井工程;电磁铁;有限元分析法;双位自锁;优化设计;

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