文档介绍：比例电磁铁综述-完整版
图4 不同时刻电磁铁内部磁力线分布
2. 比例电磁铁的工作过程
对工作中的电磁铁来说，在通电或断电或一定电流(电压驱动电路的形式及参数直接决定线圈电流波形，并极大地影响电磁阀的响应速度。驱动电压为24V时，，当驱动电压为48V时，，驱动电压的升高对电磁阀的响应速度有着明显的影响。不过，驱动电压从48V到100V之间，，驱动
电压从100V提高到120V，响应时间缩减的幅度更小了，。
图7 不同电磁铁工作特性曲线
3. 比例电磁铁试验台测控系统
系统主要由工业机、数据采集单元、输出制单元、传感器和比例阀测试试验台等组成。工控机是整个测试系统的主控机它通过人机界面接收用户指令，并根据试验内容选择相应的程序进行数据采集处理、显示、打印和输出指令信号控制比例阀测试试验台的动作。传感器单元括三个压力传感器和两个位移传感器，负责将表征被测系统的物理量转化为标电信号，送入数据采集卡进行显示或处理。输出控制单元包括4路数字
量输出1路模拟量输出，负责将工控机的指令信号进行转换和放大，最终控制比例阀验台的执行元件。
图8 试验台测控系统的组成
图9 比例电磁铁测试装置
4. 比例电磁铁的材料
电磁阀的铁芯采用铁磁性材料，不同的铁磁性材料具有不同的磁化曲线，其磁感应强度B与磁场强度H的关系为B=μH，它对电磁阀的性能产生重大的影响，因此必须根据电磁阀的设计与性能要求进行合理的选择。
表1和表2列出一些常用软磁材料的主要特点、应用范围和主要性能参数。比较和分析这些参数，电工纯铁的极限磁感应强度很高，磁化曲线在宽广的范围内具有较高的磁导率，并且该材料的冷加工性能良好，价格适中，所以应选用铁芯材料为电工纯铁的电磁阀用于电控泵一管一阀一嘴燃油喷射系统中。电磁阀的锥阀阀芯部分山于在运动过程中阀芯锥形头部不断撞击阀体，因此可考虑锥阀阀芯的主体部分采用电工纯铁，而阀体头部选用硬度高，耐磨性好，抗振动冲击性能好的材料，如铁铝合金。
具有高饱和磁通密度和高电阻率的材料非常适合用于制造高速电磁阀。高饱和磁通密度意味着材料能将更多的电能转化为磁能，而高电阻率则意味着涡流损失更小，磁场渗透速度更快，电能转化为磁能的速度越快。另外，矫顽磁力对响应速度的影响并不明显，原因在于由于用强电能激励，产生强的外部磁场使磁材料迅速饱和，相较于外部
表1 软磁材料的品种、主要特点及应用范围
表2 软磁材料的主要性能参数
5. 电磁阀设计方法
电液比例阀是介于普通液压阀和电液伺服阀之间的一种液压阀，它可以接受电信号的指令，连续成比例地控制系统的压力、流量等参数，使之与输入电信号成比例的变化。电液比例阀多用于开环系统中，实现对液压参数的遥控，也可作为信号转换与放大元件用于闭环控制系统。与手动调节和通断控制的普通液压阀相比，它能大大提高液压系统的控制水平;与电液伺服阀相比，虽然它的动静态性能有些逊色，但结构简单、成本低，已能满足多数对动静态指标要求不很高的场合。大多数比例阀的频宽为(5~50)Hz范围，而超高速比例阀达到300~450Hz滞环误差多在1%~7%之间。
设计电磁铁的一般步骤：首先根据电磁吸力的要求及衔铁结构形式估算衔铁直径，然后估算线圈的外径及长度、确定线圈的匝数、磁势等，最后是确定整个磁路结构。
电磁铁所使用的软磁材料应具有高的磁导率、高的饱和磁感应强度和低的矫顽力；静铁芯和衔铁的结构采用“大铁芯小衔铁”的原则；电磁阀的功率驱动采用双电压驱动等。
电磁线圈的直径、热扩散系数，阻抗之间相互关联，增加线圈直径可以减小电阻，但是随着线圈阻抗的降低，线圈的发热损耗会增加，造成阀内温度升高，使得阀中油液粘性降低，加剧了摩擦损耗。同时随着线圈直径的增大，线圈的始动安匝数也减小，电感也相应减小，这样会影响到线圈其它性能参数(如出力不够等等)。
图2给出了导套和隔磁环的截面图，图中D代表导套和隔磁环的厚度，D=，L代表隔磁环长度，L=，a和θ分别为隔磁环和导套前、后端的倾角，a=0°，θ=48°，h和L分别是导套后端结构尺寸，h=3mm，L=。
当然，比例技术也存在着明显的缺陷，主要是成本较高，技术较复杂。这也正是比例阀没有得到飞速发展的原因，同时又是研究比例阀所要解决的问题。