直流接触器电磁机构动静态特性分析与仿真

论文摘要

接触器是一种远距离频繁地接通和断开交直流主电路及大容量控制电路电器。本课题利用专业电磁场分忻软件Ansoft M．dxwell 3D，对直流接触器的动、静态性能进行了仿真分忻，主要工作有以下几个方面：1)建立了带有双线圈的直流接触器的三维有限元模型，给出了电磁机构的磁感应强度矢量分布图和网格剖分图；2)分忻了不同电压下的静态吸力特性，并研究了吸力与反力的配合情况；3)对带有双线圈的直流接触器的动态特性进行了分忻，并计算分忻了不同线圈电压下吸合过程中的时间特性、速度特性、电流特性；4)对接触器进行了优化设计：以铁心半径、内线圈匝数、外线圈匝数为设计变量，采用三因素三水平正交实验法对该接触器进行了优化计算，找到了接触器的最优参数。利用Maxwell软件，基于有限元分忻方法，对该电磁机构的模型进行仿真和分忻，得出适合于小型直流接触器的设计参数，节约了成本，缩短了动作时间，从而可减少触头损伤，提高触头寿命。该研究对于带有双线圈接触器的样机开发和设计具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-2 低压电器的发展
• 1-2-1 低压电器的发展过程
• 1-2-2 低压电器的设计步骤
• §1-3 有限元分析在低压电器研究中的现状及发展趋势
• 1-3-1 有限元法发展历程
• 1-3-2 有限元发展趋势
• 1-3-3 工程电磁场有限元分析软件在低压电器中的应用
• §1-4 本课题主要的研究工作
• 第二章 直流接触器的静态分析
• §2-1 有限元法简介
• §2-2 三维静磁场有限元矢量分析
• 2-2-1 电器中的磁场问题
• 2-2-2 微分形式的麦克斯韦方组
• 2-2-3 积分形式
• 2-2-4 电磁场问题的边界件
• §2-3 直流接触器有限元模型的建立和分
• 2-3-1 直流接触器的结构和工作原理
• 2-3-2 直流接触器模型的建立
• 2-3-3 接触器的网格剖分
• §2-4 直流接触器的静态特性析
• 2-4-1 三维静态电磁场有限元分析的简单思路
• 2-4-2 接触器的磁场分布
• 2-4-3 电磁吸力的计算
• 2-4-4 接触器反力特性
• 2-4-5 接触器电磁机构的静态吸力与反力的合
• 第三章 直流接触器电磁机构动态特性的仿真析
• §3-1 双绕组励磁线路动态特性的计算与析
• 3-1-1 研究电磁机构动态特性的重要性
• 3-1-2 双绕组线路的计算与分析
• §3-2 动态过程仿真的总体思路
• 3-2-1 接触器动态仿真流图
• 3-2-2 接触器吸合过程仿真结果的试验验证
• §3-3 基于Mldxwell 3D的直流接触器动态特性仿真析
• 3-3-1 电磁系统动力学的基本方程
• 3-3-2 直流接触器的动态仿真分析
• 第四章 接触器优化设计
• §4-1 正交实验法
• §4-2 接触器优化设计
• 4-2-1 优化变量及目标
• 4-2-2 优化计算及结果分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 科研成果