多棒結構磁致伸縮換能器的磁場研究
李亞芳; 王博文; 黃文美 河北工業大學省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室; 天津300130; 河北工業大學河北省電磁場與電器可靠性重點實驗室; 天津300130
關鍵詞：磁致伸縮換能器 多棒結構 磁場分析 磁路優化 結構設計
摘要：基于換能器的不同應用背景,設計了2臺換能器樣機,分別為應用于高頻的雙棒結構換能器樣機和應用于微米級拋光的四棒結構換能器樣機。基于Maxwell方程組,應用有限元方法對兩臺多棒結構換能器樣機進行了磁場分析,確定了最佳磁路結構。研究發現,在6 000 Hz頻率和2 A勵磁電流下,驅動線圈串聯的雙棒結構換能器的平均磁通密度為0.879 T。與其他磁路結構相比,它的磁通密度更高且更均勻,適用于高頻換能器。對四棒結構換能器進行不同激勵條件下的磁場分析,結果可知A棒和C棒的磁通密度相位相差180°,B棒和D棒的磁通密度相位也相差180°,磁通密度峰值均為0.45 T。4個磁致伸縮材料棒之間形成閉合回路,漏磁較小,具有三維位移輸出,此磁路結構適用于微米級拋光的換能器。
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