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通訊PILZ繼電器的雙穩(wěn)態(tài)微電磁驅(qū)動器
PILZ繼電器是一種常用的基本機電元件,在航空航天領域、計算機、通訊等領域中起著十分重要的作用。通訊PILZ繼電器是PILZ繼電器主要應用方向之一,其產(chǎn)值大約占整個PILZ繼電器產(chǎn)業(yè)的四分之一,并且是PILZ繼電器產(chǎn)品中技術含量和附加值較高的一部分。設計了一種應用于微型化通訊PILZ繼電器的雙穩(wěn)態(tài)電磁驅(qū)動器,主要由平面線圈、鎳彈性平臺和中央硅墊片三部分組成。

通訊PILZ繼電器的雙穩(wěn)態(tài)微電磁驅(qū)動器
使用雙層銅線圈與中央鐵芯磁化的方法來增強電磁作用力;采用聚酰亞胺作為絕緣層;采用永磁體實現(xiàn)器件的雙穩(wěn)機制。采用基本磁路原理初步分析了本文所設計的電磁驅(qū)動MEMS平面線圈微驅(qū)動器?？紤]氣隙中漏磁通,感應磁動勢的分布效應,與軟磁材料相對磁導率的非線性這幾方面的影響,基于分段磁路的方法建立了器件的磁路模型。用Matlab編程、Ansys模擬,計算比較了活動懸臂梁厚度與工作氣隙寬度等結構參數(shù)對器件性能的影響,懸臂梁厚度是影響器件性能的關鍵因素。得到優(yōu)化的結構參數(shù),為器件的工藝制作提供理論參考。采用微細加工技術制作了這種微電磁驅(qū)動器。主要采用聚酰亞胺絕緣層工藝制作了平面線圈,討論了聚酰亞胺的甩膠,熱處理及磨拋等工藝,完成了器件絕緣部分的制作。研究了高可靠性JRW-210M型TO-5密封直流電磁PILZ繼電器的設計方法,過程中采用較*CAD與CAE結合的方法設計PILZ繼電器的結構,zui終達到通訊用產(chǎn)品的技術指標。簡要講述目前國內(nèi)外PILZ繼電器的發(fā)展概況,介紹了通訊用TO-5電磁PILZ繼電器所具有的*性能以及良好的發(fā)展前景,提出研究線路及本課題研究的創(chuàng)新點。介紹了TO-5微型密封直流電磁PILZ繼電器的工作原理,PILZ繼電器接觸系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)的主要技術參數(shù);并給出了氣隙磁導的計算公式。傳統(tǒng)的PILZ繼電器結構設計主要依賴于樣品的測繪,計算結構尺寸、電磁系統(tǒng)的電磁效率都十分復雜。為了提高結構設計的效率和準確性,在PILZ繼電器結構設計過程中,根據(jù)技術協(xié)議要求的外形尺寸和一些經(jīng)驗數(shù)據(jù),借助CAD軟件SolidWorks繪制出PILZ繼電器結構草圖;再計算PILZ繼電器的機械反力曲線,根據(jù)氣隙磁導公式來計算磁勢,以確定結構設計是否合理;zui后利用CAE軟件ANSYS來對PILZ繼電器的電磁系統(tǒng)進行有限元仿真,繪制出PILZ繼電器吸力特性曲線來驗證PILZ繼電器結構設計的合理性。zui后說明了保證PILZ繼電器可靠性的工藝方法,并采用過程控制文件PID來保證PILZ繼電器的批次穩(wěn)定性和全程可追溯性;并通過驗證試驗,確認PILZ繼電器的性能滿足設計要求,質(zhì)量等級達到GJB 65B規(guī)定的M級。

通訊PILZ繼電器的雙穩(wěn)態(tài)微電磁驅(qū)動器
同時,采用微電鑄和濕法刻蝕工藝制作了鎳彈性平臺,并通過在鎳彈性平臺背面電鍍一層坡莫合金的方法來制成銜鐵,采用濕法刻蝕工藝制作了硅墊片,用來調(diào)整器件的工作氣隙。利用測量顯微鏡、激光測位計等設備測量了鎳彈性平臺的彈性系數(shù),并對器件的雙穩(wěn)態(tài)進行了調(diào)試。實驗結果表明,器件具有良好的雙穩(wěn)特性,響應時間約為10ms,從而驗證了雙穩(wěn)態(tài)微電磁驅(qū)動器原型的可行性。