[发明专利]电磁继电器静、动态特性快速计算方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及电磁继电器技术，具体说就是一种电磁继电器静、动态特性快速计算方法。

(二)背景技术

电磁继电器作为工业应用领域一种重要的电子元器件，快速求解其静、动态特性，对继电器的设计、优化研究，以及性能和可靠性的提高具有重要意义。制约电磁继电器静、动态特性求解速度的主要因素是电磁系统的计算。计算电磁系统主要采用两种方法，磁路法和有限元法。磁路法建立电磁系统计算模型较为简单，且计算速度快，但结果精度较差。磁场有限元法的计算结果精度较高，但计算速度慢，很难将其应用于电磁系统设计优化过程中。因此，提出一种快速、准确求解电磁系统的方法是对其优化的前提。

近年来J.W.Bandler等人最早根据微波领域中同一物理问题一些方法计算速度快精度差而另一些方法计算速度慢精度高的特点，提出建立这两类方法对应模型的映射关系的空间映射(Space Mapping)方法，用于各类元件的尺寸及结构优化。H.S.Choi及L.Encica等人将该方法应用于电磁系统优化方面，分别采用磁路法和磁场有限元法分别建立电磁系统近似的和精确的计算模型，并建立两模型的映射关系，通过磁路模型优化结果及映射关系，得到精确模型的优化结果，实现了仅需几次的有限元计算即可完成电磁系统的优化，大大降低了优化过程的计算量。但该方法存在的主要缺点一是难以(尤其在磁路饱和情况下)找到两模型间的映射关系，二是在电磁系统的动态优化方面，计算量仍很大。鉴于磁路模型具有计算速度快的优点，V.Fischer等人则采用建立准确的磁路模型用于电磁系统的分析与优化，但用磁势和磁阻等效空间分布磁场，使得模型的建立过程异常复杂，有时甚至难以准确地模拟空间磁场。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种通过建立磁路模型和有限元模型间的修正关系，根据修正系数对电磁系统尺寸参数的可微性，实现电磁系统尺寸参数改变的电磁继电器静、动态特性快速计算方法。

本发明的目的是这样实现的：它包括修正系数的定义及求取、静态吸力特性的快速求解和动态特性的快速求解。

本发明还有以下技术特征：

(1)所述的修正系数的定义是指同一电磁系统模型的有限元计算结果与磁路计算结果的比值；所述的修正系数的求取步骤如下：

步骤一：对电磁系统尺寸参数的任意取值组合(x′₁，x′₂，…，x′_n)，根据公式：η(x1,x2,...,xn)=fFEM(x1,x2,...,xn)fMEC(x1,x2,...,xn)]]>

式中：

η(x₁，x₂，…，x_n)——尺寸参数取值为x₁，x₂，…，x_n时的修正系数；