继电器电磁机构电磁-热耦合模型建立与计算方法

继电器电磁机构的动态特性受其本身发热及环境温度的共同影响,在仿真时忽略以上因素会导致结果准确性降低。为解决该问题,通过分析动态特性和热场计算的数学方程,提出一种基于有限元仿真的电磁-热耦合建模方法。该方法旨在通过Flux与Simulink联合仿真,结合相似原理、电阻温度系数和J-A模型,建立一个综合考虑传热学系数、线圈电阻和软磁材料性能的耦合仿真模型。以大功率直流继电器GL200为例,运用耦合建模方法,对不同环境温度和反复短时工作状态下电磁机构动态特性进行仿真分析,并通过与实测数据的对比,证明电磁-热耦合模型仿真结果比忽略温度的模型仿真结果更加合理。

电器多目标优化方法综述

基于电器的优化设计是典型的多目标优化问题,梳理了国内外电器及相关领域的多目标优化方法研究概况,并从多目标优化算法、多目标最优解的决策、近似模型快速计算3个方面对电器的多目标优化问题进行介绍。在多目标优化算法方面,主要使用正交试验、多目标智能算法等;在多目标最优解的决策方面,主要使用加权求和、模糊隶属度函数、熵权理想点法等;在近似建模快速计算方面,主要使用磁路法、响应面、神经网络近似模型等。最后,结合实际工程应用预测了未来电器领域多目标优化发展的方向。

基于磁场-电路一体化建模的大功率接触器节能驱动电路设计

大功率接触器广泛应用于电动汽车和不间断电源系统等多个领域,具有可靠性高、使用寿命长的优点。传统的驱动方式导致接触器线圈耗电发热严重,限制了其推广应用,因此接触器的节能驱动电路设计是目前研究的热点。对国内外现有的节能驱动电路进行归纳总结,确定各方法的优缺点。由于有限元商用软件在电路建模上存在局限性,通过电路仿真软件与有限元软件联合仿真的方式实现磁场-电路一体化建模。通过使用基于PWM控制的节能驱动电路,最终线圈功耗降低80%,有效地减少了能源损耗与温升,对接触器节能驱动电路设计具有较好的指导与借鉴意义。