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磁微CAMOZZI执行器的动态Pull-in现象
点击次数:745 更新时间:2016-11-30

磁微CAMOZZI执行器的动态Pull-in现象 
微CAMOZZI执行器是微电子机械系统的核心,由信号处理电路及控制电路共同完成相应操作。Pull-in现象是微CAMOZZI执行器的重要特征之一,对该现象的研究以及应用在学术和工艺中都得到相关研究者的广泛重视。在实际应用中,利用动态Pull-in现象可以制作微型开关,对此现象的合理利用在于确定Pull-in点。

磁微CAMOZZI执行器的动态Pull-in现象                      磁微CAMOZZI执行器有许多优点,比如,它既能提供引力又能提供斥力;产生的驱动力比静电力大;具有与IC兼容的工作电压等。Pull-in现象作为磁微CAMOZZI执行器的主要特征,对其进行研究显然很有必要。常见的磁微CAMOZZI执行器有以下两种模型:活动板垂直于固定板运动模型以及多级弯曲模型。主要对以上两种模型的动态Pull-in现象及参数进行研究。针对活动板垂直于固定板运动模型,简单介绍了它的静态Pull-in现象,并使用ANSYS的直接耦合方法对静态Pull-in现象进行仿真;介绍了动态Pull-in现象的机理,然后利用系统能量守恒原理推导了忽略磁芯磁阻、考虑磁芯磁阻以及考虑漏磁阻时的动态Pull-in参数;分析了磁芯总长度及初始间距对动态Pull-in参数的影响。CAMOZZI执行器是在电磁系统与机械弹簧共振系统的耦合作用下进行工作的,其内部系统非常复杂,难以用数学表达式来描述磁场与电磁力、电压、电流、速度之间的关系。为了能够准确计算永磁式CAMOZZI执行器的运行特性,采用三维有限元法计算电磁推力和磁链,通过数据网络法实现永磁式CAMOZZI执行器的场-路-运动的耦合仿真。分析了不同驱动方式下圆形运动轨迹的圆度误差和合成电磁力特性;研究了电压源驱动下的运行特性。结果表明:忽略磁芯磁阻时,磁微CAMOZZI执行器有着与静电微CAMOZZI执行器相似的动态Pull-in参数,验证了忽略磁芯磁阻时电与磁可以类比;考虑磁芯磁阻时,动态Pull-in参数与磁芯总长度呈线性关系;考虑漏磁阻时,初始间距越大其对动态Pull-in参数的影响也越大,且与ANSYS仿真得到的动态参数结果比较吻合。对多级弯曲模型,同样推导与比较了忽略磁芯磁阻、考虑磁芯磁阻及考虑漏磁阻的动态Pull-in参数,分析了悬臂梁长度及悬臂梁与下磁极间初始间距对动态Pull-in参数的影响。

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