[發明專利]永磁繼電器等效磁路模型的建模方法

無效

• 申請號: 200910158141.5
• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101604352A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 梁慧敏;張榮嶺;吳冰;翟國富;鄧杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術領域

本發明涉及一種建模方法，尤其涉及一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法。

背景技術

目前，繼電器吸力特性的求解方法主要有基于磁場和基于磁路兩種方法。

基于磁場的求解方法一般是利用商業電磁場仿真軟件進行建模求解，該方法的優點是計算精確，但模型建立復雜繁瑣，修改不便，計算時間較長，對于繼電器建模尤其復雜。

而基于磁路的求解方法模型簡單、速度快，但計算精度低。永磁繼電器在進行可靠性設計時，需要對吸力特性進行上千次、甚至上萬次的計算，因此，只能采用磁路的方法進行求解。分析等效磁路法計算精度低的原因可以發現，以往都是將永磁看成一個整體，等效為一個磁勢和一個磁阻，工作在一條回復線上。而實際情況是，永磁內部磁場分布不均勻，永磁各部分并非工作在一條回復線上。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，大大提高了磁路計算繼電器吸力特性的計算精度，為永磁繼電器進行可靠性設計提供有效的磁路計算方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，其包括以下步驟：

步驟1：判斷永磁繼電器中的永磁裝配與充磁屬于以下哪種情況；

第一種情況：先給永磁充磁，然后放在空氣中自然去磁后再裝入繼電器磁系統中；

第二種情況：先將永磁裝入繼電器磁系統，然后再對永磁充磁；

如果屬于第一種情況則轉至步驟2，如果屬于第二種情況則轉至步驟3；

步驟2：利用有限元軟件對空氣中的永磁進行三維磁場仿真，獲得仿真結果，轉至步驟4；

步驟3：利用有限元軟件對整個永磁繼電器的磁系統進行磁場仿真，獲得仿真結果；

步驟4：針對所述仿真結果進行后處理，獲得永磁各截面磁感應強度的分布曲線；

步驟5：由永磁各截面磁感應強度的分布曲線的特點，對永磁進行分段，各段取兩端點磁感應強度的平均值或者取其中一個端點的磁感應強度值作為本段的等效磁感應強度值，根據該等效磁感應強度值，得到各段永磁的起始工作點；

步驟6：根據各段永磁的起始工作點及回復線斜率，計算得到各段永磁的等效磁勢與等效磁阻；

步驟7：針對永磁繼電器的磁系統結構，結合所述各段永磁的等效磁勢與等效磁阻，建立基于永磁分段的永磁繼電器等效磁路模型；

步驟8：建模過程結束。

與現有技術相比，本發明所述的永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，基于三維磁場仿真分析的永磁分段等效，與實際情況更接近，大大提高了磁路計算繼電器吸力特性的計算精度，為永磁繼電器進行可靠性設計提供有效的磁路計算方法。

附圖說明

圖1是本發明所述的方法應用于的永磁繼電器磁系統的結構示意圖；

圖2是本發明永磁分段后的主視結構圖；

圖3是本發明所述的方法應用于的永磁繼電器的等效磁路模型；

圖4是本發明所述的永磁繼電器等效磁路模型的建模方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明所述的方法應用于的永磁繼電器磁系統的結構示意圖；本發明所述的方法應用于的永磁繼電器磁系統包括鐵芯11、銜鐵12、線圈13和軛鐵14。

如圖2所示，本發明永磁分段后的主視結構圖。

如圖3所示，本發明所述的方法應用于的永磁繼電器的等效磁路模型；其中，R_S0-R_S24為軟磁材料磁阻；R₀-R₁₉為氣隙磁阻；Φ₀～Φ₂₃為回路磁通；F_m12～R_L4為漏磁阻；F_m0～F_m12為永磁等效磁勢；R_m0～R_m12為永磁等效磁阻；IW為線圈磁勢，此處為0。

如圖4所示，本發明提供了一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，其包括以下步驟：

步驟41：判斷永磁繼電器中的永磁裝配與充磁屬于以下哪種情況；

第一種情況：先給永磁充磁，然后放在空氣中自然去磁后再裝入繼電器磁系統中；

第二種情況：先將永磁裝入繼電器磁系統，然后再對永磁充磁；

如果屬于第一種情況則轉至步驟42，如果屬于第二種情況則轉至步驟43；

步驟42，利用有限元軟件對空氣中的永磁進行三維磁場仿真，獲得仿真結果，轉至步驟44；

步驟43，利用有限元軟件對整個永磁繼電器的磁系統進行磁場仿真，獲得仿真結果；