机床与液压

作者：魏列江，卢红煜，强彦，魏小玲，张海东

单位：兰州理工大学能源与动力工程学院；特种泵阀及流控系统教育部重点实验室；兰州理工大学能源与动力工程学院；特种泵阀及流控系统教育部重点实验室；兰州理工大学能源与动力工程学院；特种泵阀及流控系统教育部重点实验室；兰州理工大学能源与动力工程学院；特种泵阀及流控系统教育部重点实验室；兰州理工大学能源与动力工程学院；特种泵阀及流控系统教育部重点实验室

关键词：SMA驱动器;谐振式无线供电;驱动特性

基金：甘肃省联合科研基金项目（24JRRA825

针对某些需要密封的场合，可以采用无线供电形状记忆合金（SMA）驱动方式进行阀门驱动，但密封层厚度、外界操控装置的位置姿态和谐振频率等均会对该SMA驱动器的驱动特性产生严重影响。基于磁耦合谐振电路互感理论和传热学理论，建立谐振式无线供电SMA驱动器的电-热驱动模型。通过COMSOL与MATLAB/Simulink联合仿真，分析谐振式无线供电系统谐振频率、原边线圈和副边线圈之间的轴向距离、径向偏移、偏转角度等对SMA驱动特性的影响规律，并搭建试验平台进行试验验证。结果表明：在100~250 kHz范围内，系统谐振频率越高，SMA丝的响应速度越快，并且在频率高于200 kHz时，长度70 mm的SMA丝才能达到最大预期位移；此外，原、副边线圈之间轴向距离对无线供电SMA驱动器的驱动特性的影响最大，径向偏移的影响次之，偏转角度的影响最小，且随原、副边线圈轴向距离增大，径向偏移和偏转角度对SMA丝驱动特性的影响也越大。研究结果为全密封应用环境下阀门的能量供给与驱动方式提供理论支持与设计参考。

来源：2026年第4期

《机床与液压》期刊编辑部

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