多簧片结构的磁保持继电器多物理场刚柔耦合仿真模型建立和实验分析

多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和赫维赛德函数,解决簧片受力分散及触点由于碰撞、弹跳引起的作用力不连续问题;将簧片等效为悬臂梁,基于欧拉-伯努利梁理论建立触簧系统三簧片分段耦合动力学模型。利用Ansys Maxwell引入基于误差的自适应网格划分方法求解电磁机构静态特性;考虑触簧系统簧片运动变形效应,通过ADAMS基于模态理论,构建刚柔耦合动力学仿真模型。基于分段动力学思想,搭建电-磁-机械运动多物理场刚柔耦合仿真模型。利用高速摄像机、电流探头等设计磁保持继电器实验方案,搭建实验平台,测试并分析磁保持继电器触点吸合运动时间、触点压力、弹跳时间、线圈电流,并分析人工装配簧片引起触点压力不同使继电器动作过程存在的不一致性问题,验证该文所提多簧片结构的磁保持继电器特性分段耦合分析方法和多物理场刚柔耦合仿真模型的有效性。

三相磁保持继电器的性能分析与优化设计

建立了三相磁保持继电器的虚拟样机模型,基于正交试验结果,使用BP神经网络与NSGA2遗传算法对继电器进行了优化设计。使用ANSYS和Adams/View分别建立三相磁保持继电器的静态和动态模型,进行了试验验证。以电磁系统部分结构的尺寸为变量,以分断电流值和吸合后的磁保持力矩为目标,进行五因素五水平正交试验,建立数据集;使用BP神经网络对数据集进行训练,分别得到两个优化目标的网络函数;使用NSGA2遗传算法对目标函数进行寻优并更新数据集,如此循环,直至最优解满足要求。动态特性仿真表明,优化后样机的分断时间减少了23.89%,吸合时间和弹跳时间分别减少了29.2%和47.05%,为样机的制造提供了参考。

提高某型号磁保持继电器振动筛选合格率的改进措施

本文针对某型号磁保持继电器正弦振动筛选淘汰率较高的问题进行了深入的分析,并提出了几种有效的改进措施,以提高该型号磁保持继电器的正弦振动筛选合格率。

基于遗传算法的优化磁保持继电器控制系统样机设计

在电磁仿真和磁保持继电器动态数学模型的理论研究基础上,本文利用MATLAB对磁保持继电器动态合闸系统进行仿真,增加遗传算法优化模糊控制对合闸过程进行比较。根据算法优化的理论基础设计磁保持继电器控制系统样机的硬件电路和软件程序,制作磁保持继电器控制系统实物样机,为算法优化动态特性、欠压/失压保护、抗晃电、自恢复以及故障诊断识别报警功能提供了实物样机实验平台。

一种无功补偿用磁保持继电器的试验设备研究

设计了一种适用于无功补偿用磁保持继电器的试验设备。该设备具备接通设定和分断设定等功能,即可控制触点的接通相位角及触点是否过零分断。试验过程中,软件界面可显示和保存触点接通瞬间电压波形、峰值电流和磁保持继电器的动作时间等记录。

智能电表用磁保持继电器短路电流条件下触头斥开机理仿真研究

磁保持继电器作为智能电表的关键元器件之一,应具有良好的抗短路电流能力。该文以某型号智能电表用磁保持继电器触头系统为研究对象,分析磁保持继电器动触头斥开过程的受力情况。计算不同电流、不同触头间接触力和不同布氏硬度系数下的Holm力。建立继电器触头系统三维电磁场数值仿真模型,通过等效力臂的方法计算得到不同短路电流条件下动触头受到的安培力,还分析不同动触头侧导电杆（包括动簧片、大小分流片）长度下的动触头受到的安培力。同时,利用克力计测量触头间接触力等力的数据。根据理论分析和试验测量的结果,很好地解释了磁保持继电器动触头在短路电流条件下斥开的物理机理。结果表明,适当增加触头间接触力和动导电杆长度可以在一定程度上有效抑制触头斥开。该研究可为进一步提高智能电表用磁保持继电器的抗短路电流能力及触头系统优化设计提供参考。

电能表用磁保持继电器可靠性试验方法研究

电能表用磁保持继电器的可靠性对电能表的质量和用户的用电可靠性有重要影响。根据电能表用磁保持继电器的工作特点,提出采用失效率作为机械可靠性和电气可靠性的特征量,采用成功率作为短路可靠性的特征量,明确各可靠性的考核指标。阐明了电能表用磁保持继电器机械可靠性、电气可靠性、短路可靠性的试验环境和试验方法,在研究失效率和成功率抽检特性的基础上,提出了三类可靠性的试验抽样方案及试验程序,规定了有可靠性指标的电能表用磁保持继电器的定级、维持和升级试验程序。效果验证表明,该可靠性试验方法可有效判别不同质量产品的可靠性等级。

磁保持继电器在预付费电能表中的控制方案

通过磁保持继电器在预付费电能表中的应用设计,详细介绍了一种磁保持继电器的控制方案。单片机根据电能表的剩余电量和工作状态,控制由IR2110组成的驱动电路发出脉冲信号,以驱动由MOSFET组成的H桥双向导通。H桥的负载为磁保持继电器的线圈,正反2个方向的脉冲流过继电器线圈,使其在2个稳态之间切换。文中重点介绍了IR2110驱动电路的设计和控制。该控制方案具有一定的通用性,可应用于多种场合。

基于ADAMS的磁保持继电器的动态性能分析及优化设计

以某型号的三相磁保持继电器为研究对象,首先根据实际尺寸在Pro/E中建立其三维模型,然后将模型导入到ADAMS软件中,添加约束、磁链和电磁转矩等参量,建立其虚拟样机仿真模型;其次根据建立好的仿真模型对磁保持继电器进行了动态的仿真,得到了触头断开、闭合及其过程的电流变化曲线,详细地分析了衔铁和三相动触头的位移特性和速度特性;最后,分别设定不同的脉冲电压值和不同的脉冲宽度值,分析其对磁保持继电器动态性能的影响,在此基础上以触头平均分断状态最佳为目标,对模型中弹片、簧片的刚度系数进行参数化建模,寻找到了该继电器在分断时的最佳参数组合,从而实现了优化设计,为磁保持继电器的开发优化提供了有力的保障与依据。

磁保持型航天电磁继电器性能提升与质量一致性设计

磁保持航天电磁继电器具有灵敏度高、发热小、功耗低、体积小等优点,广泛应用于运载火箭、卫星和空间站等航天装备,其性能与质量一致性直接影响航天装备的研发与服役进程,因此性能提升与质量一致性优化引起了广泛的关注。磁保持航天电磁继电器性能参数的计算精度和多性能互相制约下的寻优迭代效率,是影响磁保持航天电磁继电器优化效果的重要因素。该文针对最为典型、复杂的双磁钢差动式产品性能特征存在过零点、计算精度低、寻优收敛性差且效率低等特点,提出一种可适用于各类磁保持航天电磁继电器建模与迭代寻优的设计方法,即基于斯通纳-沃尔法斯模型和Preisach模型得到的非线性永磁体局部磁滞曲线,进而建立继电器虚拟样机模型,实现该继电器性能参数的准确计算。基于虚拟样机模型,使用模糊混沌展开得到代理模型的基函数,使用径向基函数方法修正实测结果与基函数计算结果之间的误差,建立性能特征代理模型,实现该磁保持航天电磁继电器性能参数的精确高效计算。在此基础上,揭示磁保持航天电磁继电器设计参数与性能特征之间的作用规律,改进差分进化算法,形成自适应最优种群迭代策略,提升寻优效率和寻优稳健性。以双磁钢差动式磁保持航天电磁继电器为例,验证所提方法的有效性。

磁保持继电器空间磁干扰敏感位置的研究

开关器件的快速动作具有较高的du/dt与di/dt,使其本身成为干扰源对周围设备产生电磁干扰,文章以外加磁钢模拟磁保持继电器上方可能存在的干扰源,运用有限元分析软件建立其静态干扰模型.基于不同位置外部磁钢对衔铁组件所受力矩的影响具有极大值,将黄金分割法应用于对磁保持继电器空间磁干扰敏感位置的求解.结果表明,与衔铁组件平行的磁场方向为磁干扰敏感方向,敏感方向下存在磁干扰最大位置即敏感位置.此外,进一步确定了空间磁干扰危险区间.

磁保持继电器的中间位置

磁保持继电器是一种双稳态继电器．当它不工作时或处于复位状态，或处于保持状态．衔铁停留在中间位置不与任何磁极接触的状态叫做中间位置状态，是这种继电器致命的失效模式之一．根据实际测试，发现美军标MIL－R－83536规定的检测方法难以使磁保持继电器进入中间位置区域．分析了出现中间位置的机理以及美军标所提供的检测中间位置方法的实质，首次提出了具有潜在性危害的隐性中间位置的概念，并指出消除中间位置的设计原则以及有效的中间位置检测方法．可用于指导带永磁继电器的设计与测试．

磁保持继电器及其在便携设备中的应用

磁保持继电器是一种脉冲驱动且具有自保持功能的新型继电器。本文介绍了磁保持继电器的工作原理,并给出了一个在便携设备中应用的实用电路。

基于高速摄像技术的磁保持继电器动态特性与电弧关系的测试

提出一种磁保持继电器触头运动与电弧产生之间关系的测试新方法。该方法采用高速摄像机和图像处理技术对磁保持继电器的动作机构的动态过程进行测试,同时采集触头电弧的图像,得出触头运动特性和电弧引燃的关系曲线,能够准确地反映磁保持继电器触头运动与电弧产生之间的关系,为磁保持继电器设计过程中结构的改进提供依据。

基于CAN总线的新型磁保持汽车电源开关的研究

本文针对目前汽车电源开关存在的线圈耗能、触头电弧以及功能单一等一系列问题,提出了磁保持混合式汽车电源开关的设计思路。本文不仅给出混合式磁保持汽车电源开关的控制方案,而且根据磁保持继电器动态特性和相关的数学算法对混合式控制方案进行了优化设计。在此基础上,将CAN总线技术引入汽车电源开关的控制系统中,实现其实时控制与保护功能。通过对样机的测试,表明磁保持混合式汽车电源开关具有优良的自动控制、过载保护、无弧通断等功能,从而大幅度提高汽车电源开关的控制与保护性能,提高其工作的可靠性。

基于磁保持继电器的智能交流接触器

针对小容量智能交流接触器,提出一种全新的控制方案。采用3台分立的磁保持继电器作为智能交流接触器本体,进行三相电路的智能控制。在动态计算的基础上,将可视化技术引入智能交流接触器的设计中,形成了便捷、直观的可视化设计软件。该设计具有体积小巧、控制简单灵活等优点。

磁保持电子选针器及串行总线提花系统设计

针对现有提花圆纬机选针器工作速度慢、个体性能差异大、容易发热等问题,研究了一种基于快速正反充/消磁原理的新型电子选针器。根据磁材料磁化原理和选针器电磁线圈工作特性,进行选针器驱动电路设计,提出一种通过改变半硬磁材料磁力方向来改变并保持刀头状态的选针器控制方法。并基于此类选针器控制需求,针对单向并行总线结构存在信号串扰,抗干扰性能差等缺陷,提出了环状双向工业串行总线结构的提花控制系统设计方案。实验结果和现场试用情况表明,磁保持电子选针器工作温升在9℃以内,最高工作频率可达65 Hz,串行总线抗干扰性能良好,提花控制系统工作可靠。

磁保持继电器的稳健性参数设计

随着磁保持继电器的普遍应用,其稳健性也受到越来越多的关注.对于继电器电磁系统的设计,一直以来都仅仅是以保证它的输出特性为最好进行设计的,并没有考虑噪声因素造成的其性能的波动.通过利用ANSYS和ADAMS软件针对某型号三相磁保持继电器进行动力学仿真,找到触头分断速度与时间之间的关系.提出了以3个触头分断速度作为目标函数对该继电器电磁系统进行多目标参数优化设计.通过信噪比和灵敏度方差分析确定各个参数类型,并找到了最佳参数水平组合,这对提高磁保持继电器的稳健性具有重要意义.

基于矩阵磁保持继电器的智能照明控制电路模块设计

为实现低成本、高可靠性的智能照明控制,本文设计了一种通过矩阵电路驱动磁保持继电器的电路模块。该模块由输出矩阵板卡、继电器板卡等组成。输出矩阵板卡将信号以源输出和漏输出的方式区分为行列两组,形成矩阵驱动信号,可将少量输出信号转为大量矩阵信号。继电器板卡由矩阵信号驱动,其中的磁保持继电器由编程的脉冲驱动,置为接通或者断开状态,完成外围照明电路的通断控制。结果表明:本文采用矩阵驱动和磁保持继电器结合的方式,以少量的输出点降低了控制器投入,并节省了安装空间,提升了布线速度,实现了硬件故障冗余功能,提高了照明控制可靠性,具有较高推广应用价值。

基于Ansys的磁保持电磁选针器瞬态仿真

为优化磁保持选针器的选针性能和求解选针最佳驱动参数,利用Ansys作为数值分析工具,建立磁保持选针器仿真模型,通过对比在脉冲电压驱动下,选针器刀头摆动运动规律及转矩变化规律的仿真结果和实验结果,验证仿真模型的合理性;在此基础上,就半硬磁铁芯关键参数对选针性能的影响进行了仿真研究,结果表明剩磁和矫顽力的增大会提高选针速度,但矫顽力的增大会降低选针启动速度。搭建了选针器性能测试实验平台,通过全面实验法分析了驱动电压与脉冲宽度对选针性能的影响因子,得出电压为24 V、脉宽为300μs时为驱动关键点。