卢 仪，孟 彬，戴铭柱

(浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310023)

引言

电液伺服阀是电液伺服控制系统的核心部件，由于具有精度高、响应快、功率大等诸多优点，广泛应用于航空航天、船舶、冶金、国防工业等领域。而电-机械转换器作为电液伺服阀的驱动元件，决定了阀的滞环、频响等重要指标，是影响电液伺服阀性能优劣的关键之一[1-3]。

常见的直动式电-机械转换器有比例电磁铁和力马达等，而高频响正是发展方向之一。比例电磁铁由于自身精度低、体积大、频率响应慢，且只能提供单向的驱动力，往往难以胜任需要快速响应的场合。力马达由于体积小、驱动力大，在直动式电液伺服阀上广泛应用。MOOG公司开发的用于D633/D634直动式电液伺服阀的永磁极化式双向线性力马达，采用双磁钢单线圈的结构，利用线圈控制磁通和永磁极化磁通的差动驱动方式，实现双向控制，频响相比比例电磁铁有较大提升[4-5]。本研究提出一种基于永磁差动的桁架式高频力马达，利用差动驱动控制和桁架式的新结构，实现力马达双向高频控制[6-7]。

1 工作原理

桁架式高频力马达的结构如图1所示，主要由轭铁、衔铁、永磁体、控制线圈和推杆5部分组成。控制线圈产生的磁通通过轭铁的桁架式结构传输到两臂；2块相同的衔铁对位交错，将2片永磁体和推杆夹在中间，组成衔铁部件；线圈和永磁体产生的磁通通过4个工作气隙，形成永磁差动的特殊磁路。

桁架式高频力马达工作原理如图2所示，令此时衔铁部件所在位置为初始位置，2块永磁体N极如图1b所示同向布置，使得衔铁部件4个工作气隙面的对角极性相同，产生永磁极化磁通φg。……