[發明專利]一種永磁體區域參數Preisach模型建模方法

在審

• 申請號: 202210112918.X
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114218842A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 葉光華;由佳欣;李博;張海燕;吳迪;梁慧敏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;H01H50/02
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 李智慧

本發明公開了一種永磁體區域參數Preisach模型建模方法，所述方法如下：S1：建立繼電器不同退磁條件下永磁體在磁路中和空氣中表面磁強測量值的映射模型庫；S2：將永磁體在空氣中表面磁強測量值映射為永磁體在原繼電器磁路中的表面磁強測量值；S3：建立繼電器模型并進行瞬態退磁仿真，得到永磁體內部各點的磁感應強度以及磁感應強度分布云圖；S4：分別建立Preisach模型，得到各部分的去磁曲線；S5：進行靜態特性仿真，得到含永磁體的平衡力式繼電器的電磁吸力在不同電壓條件下隨銜鐵轉動而生成的變化曲線。本發明為平衡力式密封電磁繼電器有限元仿真中永磁體的材料屬性設置問題提供了解決方案。

技術領域

本發明涉及一種基于永磁體區域參數Preisach模型的建模方法，具體涉及一種在平衡力式密封電磁繼電器內部的永磁體區域參數Preisach模型建模方法。

背景技術

電磁系統是電磁繼電器的重要組成部分，尤其對于含永磁電磁繼電器，永磁體的性能決定著電磁系統的性能，進而決定著繼電器整機的性能。永磁體性能狀態的準確建模，對繼電器優化設計、可靠性評估等非常重要。含永磁體的繼電器磁系統設計、生產過程中，往往需要采用各種方法對永磁體進行充磁、退磁、穩磁等調整工藝，同時永磁體在使用過程中會受到各種干擾源的作用使磁性能產生區域差異，仿真與優化設計中永磁體的計算模型無法準確建立，繼電器靜態特性計算誤差較大，導致整個繼電器產品性能一致性與可靠性難以準確評估。

通常情況下，在有限元仿真材料屬性設置中，采用永磁體整體B_rH_cμ_r的設置方式；更進一步的方法會根據回復線模型，將其非飽和充磁下B-H曲線等效為兩段直線，其中一段為去磁曲線，一段為回復線，該種方法能在一定程度上對非線性永磁體非飽和充磁下的B-H曲線進行近似，是目前對仿真中AlNiCo等永磁體材料模型建立較為常用的手段。但以上手段均基于理論分析建立模型，未根據實際情況及永磁體測試適當調整模型精度，且對于經過反復調整磁場作用的平衡力式繼電器磁系統仿真計算仍存在一定誤差，亟待提升。

發明內容

為了解決平衡力式密封電磁繼電器有限元仿真中永磁體的材料屬性設置問題，本發明提供了一種應用于平衡力式密封電磁繼電器的永磁體區域參數Preisach模型建模方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種永磁體區域參數Preisach模型建模方法，包括如下步驟：

步驟S1：根據霍爾傳感器的大小和永磁體的大小，將平衡力式繼電器的永磁體表面均勻分成9個區域，對應在繼電器內部埋置9個霍爾傳感器，按照繼電器調整工藝對繼電器整體進行飽和充磁及不同程度的退磁，記錄永磁體各個區域在磁路中的表面磁強測量值B_n和空氣中的表面磁強測量值B′_n的對應關系，n＝1,2,...,9，使用Matlab軟件建立繼電器不同退磁條件下永磁體在磁路中和空氣中表面磁強測量值的映射模型庫；

步驟S2：將經過調整工藝的繼電器永磁體從原磁路中取出，按照步驟S1的方法將永磁體待測表面均勻劃分為9個區域，分別測量各區域中心點處磁強，測量3次取平均值作為該區域表面磁強的測量值B′_n；利用步驟S1中建立的映射模型將永磁體在空氣中表面磁強測量值B′_n映射為永磁體在原繼電器磁路中的表面磁強測量值B_n；

步驟S3：使用有限元仿真軟件，建立繼電器模型并進行瞬態退磁仿真，用一個直流線圈作為退磁激勵，其產生的磁場方向與永磁磁化方向相反，將繼電器模型置于直流線圈中心均勻去磁，調整直流線圈安匝數，比對永磁體表面磁強仿真值B″_n與永磁體表面磁強測量值B_n，確定退磁激勵的大小，仿真得到永磁體內部各點的磁感應強度以及磁感應強度分布云圖；