条形永磁分段回复线模型的研究

论文摘要

随着科学技术及材料工艺的不断发展,含永磁继电器凭其灵敏度高、触点动作速度快及可靠性强等特点,成为目前继电器制造行业中的重要成员。但是如何提高含永磁继电器的设计精度是研究人员面临的一个重大难题。查阅该方面国内外众多的研究资料,发现永久磁铁的等效处理是解决此难题的关键因素之一。因此本文对永磁的等效处理进行了深入的分析与研究。为了探索永磁分段思想在永磁等效应用方面的可行性,首先提出组装式三段永磁模型,分别使其处于开路状态、闭路状态、电磁系统与桥式磁系统中进行研究,通过等效磁路法从理论上推导计算各段永磁起始工作点及工作点的数学模型;研制相应的实验测试装置,通过计算实例的测试与有限元仿真对数学模型的正确性进行验证。经过各种结果的对比发现该模型中各段永磁具有不同的起始工作点,且在闭路、电磁及桥式磁系统下工作于不同的回复线。基于组装式三段永磁模型各段永磁工作点求解的思想,对含永磁继电器中常用的条形永磁体进行分段,建立开路状态下的多段式永磁模型及其等效磁路模型,经分析得到求解该模型的各段永磁起始工作点的计算方法。为了验证该计算方法的有效性,针对n=2段式的永磁模型从理论的角度进行了分析与讨论;同时建立n=5段式的永磁模型计算实例,采用有限元仿真验证上述计算方法的准确性。最后,展开对桥式磁系统中多段式永磁模型的分析,确定该模型的物理及等效磁路模型,推导出计算各段永磁工作点的数学模型。在求解各段工作点的过程中,分别分析了微元段永磁的漏磁导、求解工作点的基本方程以及桥式磁系统的端部磁路。然后根据该数学模型计算所设计实例中各段永磁的工作点,并通过仿真进行验证。同时对该实例进行了电磁力分析,结果表明永磁的分段等效处理会直接影响含永磁继电器吸力计算的精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2 课题的国内外研究现状
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 第2章 组装式三段条形永磁模型
• 2.1 引言
• 2.2 开路情况下组装式三段永磁模型分析
• 2.2.1 物理及等效磁路模型的建立
• 2.2.2 数学模型及求解方法
• 2.2.3 计算实例
• 2.3 闭路情况下组装式三段永磁模型分析
• 2.3.1 物理及等效磁路模型的建立
• 2.3.2 数学模型分析
• 2.3.3 工作点的求解与分析
• 2.3.4 有限元分析与实验结果
• 2.4 电磁系统中组装式三段永磁模型分析
• 2.4.1 物理及数学模型建立
• 2.4.2 数学模型求解与分析
• 2.4.3 临界去磁现象
• 2.4.4 仿真与实验分析
• 2.5 桥式磁系统中组装式三段永磁模型分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 条形永磁分段回复线模型
• 3.1 引言
• 3.2 条形永磁分段回复线模型的磁路分析
• 3.2.1 等效磁路模型的建立
• 3.2.2 实例理论模型的分析
• 3.3 条形永磁分段回复线模型永磁工作点的求解
• 3.4 计算实例和仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 桥式磁系统中条形永磁分段回复线模型
• 4.1 引言
• 4.2 桥式磁系统的磁路分析
• 4.2.1 微元永磁段漏磁导分析
• 4.2.2 求解工作点基本方程的分析
• 4.2.3 桥式磁系统端部磁路分析
• 4.3 桥式磁系统中条形永磁分段回复线模型永磁工作点的求解
• 4.3.1 漏磁通经软磁闭合时工作点的求解分析
• 4.3.2 工作点的求解分析小结
• 4.4 计算实例与仿真分析
• 4.4.1 各段永磁工作点的计算
• 4.4.2 电磁力计算分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢