机床与液压

作者：张进杰，董添雨，赵得赓，王瑶

单位：北京化工大学，高端压缩机及系统技术全国重点实验室;北京化工大学，高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室；北京化工大学，高端压缩机及系统技术全国重点实验室；北京航天发射技术研究所；北京化工大学，高端压缩机及系统技术全国重点实验室;北京化工大学，高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室

关键词：比例电磁铁;等效磁路法;水平电磁力;结构优化

基金：国家自然科学基金项目（52505242；52571327）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（JD2527）

为解决电磁驱动往复式压缩机无级气量调节系统执行机构电磁力随衔铁位移呈现线性衰减的问题，对其关键结构参数进行优化。建立等效磁路法比例电磁铁模型，依据其复杂结构将磁路拆分为多条支路，分别计算各部分磁阻。考虑非线性导磁材料的磁化现象，拟合得到磁导率方程。分析比例电磁铁内阻磁角、衔铁直径对比例电磁铁电磁力特性的影响。为平衡平均驱动力与电磁力水平特性，采用遗传算法求解目标帕累托前沿，筛选帕累托最优解，并通过试验验证优化结果。结果表明：内阻磁角为10°时电磁力水平特性最优，角度为15°时平均驱动力最大；增大衔铁直径可改善水平特性但会降低最大电磁力。优化后得到一组关键参数（衔铁直径28.5 mm、大接合面长12 mm、小接合面长8.3 mm、阻磁角12.65°），与初始设计相比，优化后平均驱动力增大8.14%，达到1 873 N，电磁力的水平位移-力特性灵敏度降低9.55%，顶出与撤回过程衔铁落座速度分别降低14.8%、13.3%，有效降低振动冲击，达到优化目的。

来源：2026年第2期

《机床与液压》期刊编辑部

查看机床与液压杂志2026年第2期