[发明专利]永磁继电器等效磁路模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建模方法，尤其涉及一种永磁继电器等效磁路模型的建模方法。

背景技术

目前，继电器吸力特性的求解方法主要有基于磁场和基于磁路两种方法。

基于磁场的求解方法一般是利用商业电磁场仿真软件进行建模求解，该方法的优点是计算精确，但模型建立复杂繁琐，修改不便，计算时间较长，对于继电器建模尤其复杂。

而基于磁路的求解方法模型简单、速度快，但计算精度低。永磁继电器在进行可靠性设计时，需要对吸力特性进行上千次、甚至上万次的计算，因此，只能采用磁路的方法进行求解。分析等效磁路法计算精度低的原因可以发现，以往都是将永磁看成一个整体，等效为一个磁势和一个磁阻，工作在一条回复线上。而实际情况是，永磁内部磁场分布不均匀，永磁各部分并非工作在一条回复线上。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种永磁继电器等效磁路模型的建模方法，大大提高了磁路计算继电器吸力特性的计算精度，为永磁继电器进行可靠性设计提供有效的磁路计算方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种永磁继电器等效磁路模型的建模方法，其包括以下步骤：

步骤1：判断永磁继电器中的永磁装配与充磁属于以下哪种情况；

第一种情况：先给永磁充磁，然后放在空气中自然去磁后再装入继电器磁系统中；

第二种情况：先将永磁装入继电器磁系统，然后再对永磁充磁；

如果属于第一种情况则转至步骤2，如果属于第二种情况则转至步骤3；

步骤2：利用有限元软件对空气中的永磁进行三维磁场仿真，获得仿真结果，转至步骤4；

步骤3：利用有限元软件对整个永磁继电器的磁系统进行磁场仿真，获得仿真结果；

步骤4：针对所述仿真结果进行后处理，获得永磁各截面磁感应强度的分布曲线；

步骤5：由永磁各截面磁感应强度的分布曲线的特点，对永磁进行分段，各段取两端点磁感应强度的平均值或者取其中一个端点的磁感应强度值作为本段的等效磁感应强度值，根据该等效磁感应强度值，得到各段永磁的起始工作点；

步骤6：根据各段永磁的起始工作点及回复线斜率，计算得到各段永磁的等效磁势与等效磁阻；

步骤7：针对永磁继电器的磁系统结构，结合所述各段永磁的等效磁势与等效磁阻，建立基于永磁分段的永磁继电器等效磁路模型；

步骤8：建模过程结束。

与现有技术相比，本发明所述的永磁继电器等效磁路模型的建模方法，基于三维磁场仿真分析的永磁分段等效，与实际情况更接近，大大提高了磁路计算继电器吸力特性的计算精度，为永磁继电器进行可靠性设计提供有效的磁路计算方法。

附图说明

图1是本发明所述的方法应用于的永磁继电器磁系统的结构示意图；

图2是本发明永磁分段后的主视结构图；

图3是本发明所述的方法应用于的永磁继电器的等效磁路模型；

图4是本发明所述的永磁继电器等效磁路模型的建模方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的方法应用于的永磁继电器磁系统的结构示意图；本发明所述的方法应用于的永磁继电器磁系统包括铁芯11、衔铁12、线圈13和轭铁14。

如图2所示，本发明永磁分段后的主视结构图。

如图3所示，本发明所述的方法应用于的永磁继电器的等效磁路模型；其中，R_S0-R_S24为软磁材料磁阻；R₀-R₁₉为气隙磁阻；Φ₀～Φ₂₃为回路磁通；F_m12～R_L4为漏磁阻；F_m0～F_m12为永磁等效磁势；R_m0～R_m12为永磁等效磁阻；IW为线圈磁势，此处为0。

如图4所示，本发明提供了一种永磁继电器等效磁路模型的建模方法，其包括以下步骤：

步骤41：判断永磁继电器中的永磁装配与充磁属于以下哪种情况；

第一种情况：先给永磁充磁，然后放在空气中自然去磁后再装入继电器磁系统中；

第二种情况：先将永磁装入继电器磁系统，然后再对永磁充磁；

如果属于第一种情况则转至步骤42，如果属于第二种情况则转至步骤43；

步骤42，利用有限元软件对空气中的永磁进行三维磁场仿真，获得仿真结果，转至步骤44；

步骤43，利用有限元软件对整个永磁继电器的磁系统进行磁场仿真，获得仿真结果；