题目：气磁混合驱动装置关键技术的研究

 

        气动执行件在工业领域的应用十分广泛，但目前市场中的气动马达效率普遍偏低，每年的能耗巨大，这种情况下，气动执行装置的效率提升研究很有必要。本文基于传统马达工作特性的研究，提出了具有间歇式供气工作原理的气磁混合驱动装置，并分析了其工作性能，选择出适当的工作参数，设计出实物样机，大幅地提高了气动执行装置的效率，减少了耗气量，实现了节能之目的。

        本文首先研究了传统气动马达的工作原理，膨胀比的参数特性和永磁蓄能接力装置的力矩特性，由此设计了气磁混合驱动装置的结构形式，并确定其工作原理。本研究一方面改变了传统马达的360°连续供气方式，实现了间歇式供气并减少了耗气量，另一方面增大了膨胀比，将未被利用的那部分压缩空气充分利用，提高了效率。

        为确定影响效率的关键因素，本文通过采用积分方法完成了理论功、转矩等方程的建立和性能指标的计算，运用仿真方法模拟了装置的瞬态工作过程。对该装置工作特性的分析，表明了扩大膨胀比是提高效率的关键因素，而提高进气压力、进气温度偏离常温，却会造成效率在一定程度上的降低。

        为明确永磁蓄能接力装置的转矩特性及其整体作用，文章运用Ansoft软件进行了仿真分析。研究表明，弯磁体形状梯度的减小以及弯磁体固定位置的按顺时针偏移，均会缩小死区范围，孔径的产生会产生扰动，而其他参数则只能影响力矩幅值，不能改变死区范围。瞬态过程的分析表明永磁装置能对气动部分的扭矩起到削峰填谷的作用，明显改善整体的运动性能。

        基于上述研究，本文确定了气动部分和永磁部分的结构参数，并通过仿真表明理论功增加了18%，平均耗气量减少了45%，热力学效率提高了18%. 在此参数基础上设计了三维模型并制作出样机，同时检测了相关数据，证明出气磁混合驱动装置的平均机械效率高于普通四叶片马达，即验证了模型的正确性。