直動(dòng)電磁閥線圈溫度場(chǎng)特性分析組合閥由3個(gè)直動(dòng)電磁閥組成，電磁閥的性能直接影響組合閥的性能，從而影響控制棒水壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)的運(yùn)行性能。而電磁閥線圈的正常運(yùn)行直接影響電磁閥的工作性能，因此，本文對(duì)電磁線圈發(fā)熱情況開(kāi)展了研究。運(yùn)用ANSYS電磁場(chǎng)分析軟件，變化輸入電流，對(duì)直動(dòng)電磁閥線圈開(kāi)展了溫度場(chǎng)特性分析，并予以了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)電流增大時(shí)，溫度升高;內(nèi)壁溫度高于外壁溫度，中心溫度高于邊緣溫度，其中內(nèi)壁中心溫度最高;線圈最高溫度低于其破壞溫度;獲得了線圈等效導(dǎo)熱系數(shù);在考慮誤差的條件下，計(jì)算分析有較高的準(zhǔn)確性。為電磁閥工作參數(shù)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是反應(yīng)堆最關(guān)鍵的安全設(shè)備，擔(dān)負(fù)著反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)及停堆等重要功能?？刂瓢羲畨候?qū)動(dòng)系統(tǒng)[2]是一種新型的內(nèi)置式控制棒驅(qū)動(dòng)技術(shù)，它是在對(duì)清華大學(xué)發(fā)明的水力驅(qū)動(dòng)控制棒系統(tǒng)深入研究的根底上，結(jié)合商用壓水堆磁力提升器的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的。組合閥是控制棒水壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)就是通過(guò)電磁閥發(fā)出的脈沖水流開(kāi)展控制調(diào)節(jié)[3]。組合閥是由電磁閥、閥頂蓋、閥本體和閥底座組成，其中直動(dòng)電磁閥是組合閥的重要組成部分。

電磁閥是自動(dòng)化儀表中執(zhí)行器的一大分支，具有重量輕、尺寸小、型式多樣，動(dòng)作時(shí)間極快，電信號(hào)傳輸，便于與計(jì)算機(jī)連接等等，因此，電磁閥在工農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、航天航空業(yè)、旅游業(yè)以及生活設(shè)施等各個(gè)方面均獲得廣泛運(yùn)用。電磁閥按其能量轉(zhuǎn)換方式可分為以下2種：直動(dòng)式電磁閥和先導(dǎo)式電磁閥。

本文以直動(dòng)電磁閥為研究對(duì)象，就控制棒水壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中直動(dòng)電磁閥線圈多種運(yùn)行工況運(yùn)用ANSYS軟件開(kāi)展了溫度場(chǎng)特性分析。1、計(jì)算模型

控制棒水壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的組合閥構(gòu)造由圖1可見(jiàn)。主要由頂蓋1、動(dòng)鐵芯2、定鐵芯3、大推桿4、線圈上蓋板5、外殼6、線圈7、線圈下蓋板8等組成。其中動(dòng)鐵芯和定鐵芯的材料為1J50，大推桿的材料為1Cr18Ni9Ti，線圈上蓋板和下蓋板的材料為DT4C，外殼的材料為10鋼。線圈匝數(shù)為13205匝。直動(dòng)電磁閥的輸入電流為直流電0.05–0.25A。

圖1電磁閥構(gòu)造示意圖

圖2(a)為線圈構(gòu)造簡(jiǎn)圖，其中1，2，3，4，5，6各點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)測(cè)量各點(diǎn)。在分析中，獲取其計(jì)算值并與實(shí)驗(yàn)室比照。由于電磁線圈具有軸對(duì)稱的構(gòu)造特點(diǎn)，將其簡(jiǎn)化為二維模型開(kāi)展計(jì)算求解(圖2(b))。模型分為2種材料區(qū)域，由表1所示。其中線圈的導(dǎo)熱系數(shù)未知，首先遍歷求解估計(jì)區(qū)間內(nèi)所有導(dǎo)熱系數(shù)值，然后對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出。

表1材料導(dǎo)熱系數(shù)5、結(jié)語(yǔ)

(1)隨著時(shí)間增加，溫度增加，且到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電流增大時(shí)，溫度升高，且呈現(xiàn)2次關(guān)系。內(nèi)壁溫度高于外壁溫度，中心溫度高于邊緣溫度。

(2)獲取了線圈的等效導(dǎo)熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式，為電磁閥設(shè)計(jì)提供了參考數(shù)據(jù)。

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