电磁阀和电磁泵是工业系统中控制驱动流体介质（液体或气体）流动的主要执行部件。具备使用安全、外漏堵绝而内漏易控、系统结构简单、价格低廉、动作快速、功率小、外形轻巧等优点，因而广泛应用于家电、汽车、机械等行业。而随着工业发展水平的提高，对电磁阀和电磁泵的小型化、高压力、大流量、快响应和可靠性等方面的需求愈加迫切。此外，阀体和泵体在工作状态下往往处于高温、高压、腐蚀等恶劣环境下，其性能参数和结构设计上的不合理不仅会使整套装备的正常运行受阻，而且会降低其有效使用年限，严重情况下还会使关键部件脱落，造成灾难性事故发生。因此，对于不同应用背景下的电磁阀及电磁泵等产品结构进行科学精确的优化设计不仅可以很大程度上提高产品性能、降低设计及生产成本，更重要的是可大幅度降低由于产品失灵引起的安全事故。

       目前国内电磁阀及电磁泵的产品设计开发主要是通过经验公式与解析计算确定阀门的各项性能参数，再通过反复制定样机以进行多次试验迭代进行改进。若产品性能指标不满足要求，则需要更改原设计方案，这样必然会延长产品研发周期，增加成本，降低效率。即使产品满足性能指标要求，也缺少比较方案，难以实现产品优化设计。而目前国外各大知名电磁元件生产厂家已经开始使用相应电磁仿真软件对电磁阀进行有限元分析。通过数值模拟仿真计算，不但可以快速验证设计方案是否满足设计要求，还可以对尺寸和电磁参数的修改从而实现多方案的比较和快速的修改，大大节约了试制验证和改进的时间和成本。国内对电磁阀及电磁泵产品的研究起步较晚，对其设计理论研究更加滞后，而国外厂家在这一技术上的封锁也成为了制约国内生产企业在该行业发展和转型升级的重大枷锁。

       将现代虚拟仿真技术引入电磁阀的优化设计中，在不改变电磁力的情况下，减少电磁机构的体积，节约铜铁用量，优化动作过程，提高电磁阀的使用寿命，减少稳定状态的工作温升，同时结合流量控制具体情况，实现节能、节材、稳定运行，成为可能国内传统的设计方法，主要还是依赖经验公式与解析计算来预测产品性能，并通过试制与试验进行验证和改进，设计周期长、成本高、产品竞争力低。

       高精度电磁仿真技术在智控核心零部件中的应用是利用计算机仿真技术对电磁阀、电磁泵进行静态和瞬态仿真，通过软件仿真功能进行涡流损耗的分析，漏磁现象分析，计算磁饱和电流分析，分析电磁阀吸合时间、衔铁的速度以及电磁泵的运动频率等特性参数，通过这些分析进行电磁阀、电磁泵内部结构的改善，达到提高电磁阀、电磁泵性能的目的。通过仿真可以直观的研究各部分结构参数对于性能的影响，并从中选择最为合适的参数来进行结构优化，相较于传统的只用经验公式计算方法，有着更精确、更科学、更节能的优势，这也是未来电磁阀、电磁泵行业设计的发展趋势和发展方向。

       电磁场仿真技术是实现电磁阀及电磁泵产品设计方法转型升级的关键技术，为实现项目目标，需要重点解决如下关键技术：

1.  静态场仿真技术

       建立适用于电磁阀及电磁泵产品的电磁场静态仿真计算模型，对任意结构产品的电磁场强度、磁场分布、漏测率等参数进行计算分析。

2.  瞬态场仿真技术

       建立适用于电磁阀及电磁泵产品的电磁场瞬态仿真计算模型，对产品从打开至关闭的整体动作流程进行仿真分析，并可查看在过程中任意时间节点的关键物理量参数的计算结果（如反向电动势、漏磁率、线圈发热功率等）。

3.  产品结构参数多目标优化

       根据仿真计算结果，对电磁阀及电磁泵产品主要结构参数（如线圈匝数、动铁芯结构尺寸等）进行多目标参数组合，并通过建立算法模型自动求解最优解以对产品结构进行优化设计。

       宁波佳音机电科技股份有限公司成立于2001年，经过近20年的发展，公司已经成为研发生产各种智能家电核心控制元件及传感器的技术型企业，曾多次参与火炬计划等，获得宁波名牌、国家高新技术企业、余姚市单项冠军示范企业等称号及荣誉，公司自成立以来一直致力于自主研发，注重研发队伍的研发能力提升，公司现已建立一支专业的研发队伍，在技术顾问与技术总监的带领下，分别由泵类、阀类、电机类、传感器类、硬件模块、模拟仿真模块等开发负责人在各自领域进行研发分析。公司紧跟科技前沿，坚持自主创新，持续加大研发投入，2021年研发投入达到1000余万，公司致力于科技创新将不断加大研发投入，实现研发投入占总销售额的10%。佳音科技经过多年的技术经验积累，公司取得了多项科研成果，目前拥有专利200多项。佳音科技针对高精度电磁仿真技术在智控核心零部件中的应用项目将投入研发资金300万，搭建材料本构模型，构建数据检测平台，建立一套系统的标准化分析流程。在产学研方面，佳音科技于2021年成功获批博士后工作站，并积极开展了博士后人才引进和规范化管理工作，建立了博士后工作站体系。充分发挥了创新优势，催生新的发展动力，推进产学研合作，促进科技成果转化。除此之外，佳音科技积极推动与大连理工大学宁波研究院以及大连理工大学浙东校友会企业的合作交流，并就后续的产学研合作达成了合作意向。

      针对各类产品的电磁力、磁场强度、响应时间等关键技术参数仿真计算结果设计对应试验，以验证仿真计算结果。

      通过仿真技术进行静态仿真和瞬态仿真，在产品设计前期进行理论支持。所搭建仿真计算模型应在设计效率、精度以及产品最终各项性能参数上与传统设计方法相比应得到极大提升，电磁阀仿真验收技术指标以典型产品JYSF-15C型号的净水阀为验收标准，以通电后响应时间25-33ms、动铁芯所受电磁力1.05-1.18N、磁场强度等参数作为检验标准；电磁泵仿真验收标准以典型成品JYPC-2型号电磁泵为验收标准，最大电磁力为14-17N，动作频率为200-300Hz，要求仿真计算结果与实际试验检测结果的误差小于10%，进行结构优化后响应时间缩短25%以上，电磁力提高30%以上。除此之外，仿真结果中的发热功率、漏磁现象以及磁场分布等参数应符合实际规律。

1.形成对应的专利及论文等知识产权。

2.搭建电磁仿真结果验证相关装置。

3.建立电磁仿真联合实验室。

4.形成电磁仿真SOP用以指导企业电磁仿真业务。