高速开关阀具有结构简单、工作可靠、抗污染能力强和成本较低等优点,高速开关电磁铁作为高速开关阀的电—机械转换元件,其性能的好坏直接影响高速开关阀的工作特性,但由于设计理论、设计方法、生产工艺不成熟,材料特性不足,国内应用于高频响和较大流量高速开关阀电磁铁尚不能完全满足使用要求。论文以球阀式高速开关阀用电磁铁为设计对象,分析基础理论,设计结构参数,仿真数学模型,设计驱动电路,对高速开关阀用电磁铁动态特性进行研究。针对设计频率为100Hz,流量为10L/min的球阀式高速开关阀阀芯进行受力分析,计算电磁力大小,对高速开关阀用电磁铁结构参数进行预算,通过仿真对结构参数进行修正,获得满足较好动态特性的高速开关阀用电磁铁。有关各章节的内容如下:第1章,概述高速开关阀用电磁铁,阐述高速开关阀用电磁铁国内外研究进展,概括本文研究的主要内容以及意义。第2章,从电磁铁理论知识出发,介绍典型的高速开关电磁铁和高速开关阀的结构和工作原理,对磁路和电磁场的理论进行分析,建立高速开关电磁铁的动态数学模型,对其动态特性及其影响因素进行分析。第3章,对球阀式高速开关阀用电磁铁各个参数进行设计。对铁磁材料进行介绍和分类,并以高速开关阀用电磁铁的材料要求出发选择铁磁材料电工纯铁;分析球阀式高速开关阀阀芯受力情况,通过受力分析计算所需电磁力的大小,在行程确定的情况下,初步确定电磁铁的各个参数。第4章,将电磁铁在Ansoft Maxwell软件进行建模,仿真分析。以减少响应时间为出发点,对电磁铁模型参数进行修正。在不改变电磁铁机械结构参数的情况下,修正线圈匝数和激励电压两个参数,结果表明通过对以上两个参数的修改,电磁铁响应时间得到大幅度缩短,高速开关阀用电磁铁的动态特性得到较好改善。第5章,设计高速开关阀用电磁铁的驱动电路,阐述不同形式的驱动模块,介绍驱动电路的主要元件。最后总结全文的主要研究内容以及研究成果,展望以后对于此课题需要进一步研究的方向。