Fe-Ga合金换能器动态输出特性分析  被引量:4

Analysis of Dynamic Output Characteristics of Fe-Ga Transducer

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作  者:翁玲[1] 胡秀玉[1] 赵青[1] 孙英[1] 

机构地区:[1]河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室,天津300130

出  处:《传感技术学报》2017年第6期836-840,共5页Chinese Journal of Sensors and Actuators

基  金:国家自然科学基金项目(51201055);河北省高等学校科学技术研究重点项目(ZD2015085);天津市高等学校科技发展基金项目(20140421);教育部留学归国人员启动基金和河北省引进留学人员项目(CG2013003001)

摘  要:Fe-Ga合金具有应变大、响应时间短、能量密度高、磁机耦合系数高、驱动方式简单等优点。Fe-Ga合金换能器在高频驱动电流下会产生涡流损耗。驱动电流频率越大,集肤效应越明显,涡流损耗越大,磁场分布越不均匀,从而影响换能器的输出位移和输出功率。首先基于麦克斯韦方程组分析了不同频率下Fe-Ga棒内的磁场分布,结合结构动力学模块分析了Fe-Ga合金换能器棒内的磁场分布,进而得到Fe-Ga合金换能器的输出位移和频率的关系。结果表明,所使用的Fe-Ga合金换能器共振频率为700 Hz,最大输出位移为6μm。Fe-Ga alloy has the advantages of large strain, short response time, high energy density, high magnetic coupling coefficient and simple driving mode. Fe-Ga alloy transducer will generate eddy current losses with high fre- quency driving current. The larger driving current leads to more obvious skin effect, eddy current losses and inhomo- geneous distribution of magnetic field, which will affect the output displacement and power of the transducer. The distribution of magnetic field in Fe-Ga rod under different frequencies is analyzed based on Maxwell's equations. The magnetic field distribution in Fe-Ga transducer and relationship between output displacement and frequency are studied based on structural dynamics model of Fe-Ga transducer. The results show that the resonance frequency of the Fe-Ga transducer used in this paper is 700 Hz and the maximum output displacement is 6 μm.

关 键 词:涡流损耗 FE-GA合金 动态输出特性 COMSOL 

分 类 号:TP212.6[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]

 

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