[发明专利]高速机械开关多场耦合仿真计算方法及其计算装置

权利要求书

1.一种高速机械开关多场耦合仿真计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

对高速机械开关进行电磁场仿真分析，以确定所述高速机械开关的瞬态线圈电流和斥力金属盘的电磁斥力；

根据所述瞬态线圈电流对所述高速机械开关进行热电耦合场仿真分析，以获得线圈的温升曲线；

根据所述电磁斥力对所述高速机械开关进行分闸反弹运动场耦合仿真分析，以获得所述高速机械开关的位移曲线；

上述确定所述电磁斥力的方法为：

根据方程组

和

确定所述电磁斥力F_c，其中公式(3)的初始条件为v_t＝0＝v₀＝0,x_t＝0x₀＝0；上式中，ψ_q、ψ_g均为电磁系统全磁链，t为所述高速机械开关的动作时间，L_q为斥力线圈的自感，i_q为脉冲电流，M为所述斥力线圈与所述斥力金属盘的互感，i_g为感应电流，U_c为电容电压，R_q为所述斥力线圈的电阻，L_g为所述斥力金属盘的自感，R_g为所述斥力金属盘的电阻，F_f为所述斥力金属盘受到的运动反力，x为所述斥力金属盘的位移，v_1f为高速机械开关运动部件碰撞后初速度，v_2f为高速机械开关运动部件碰撞后终速度，v_1i为高速机械开关运动部件碰撞前初速度，v_2i为高速机械开关运动部件碰撞前终速度，e为碰撞恢复系数；

上述获得线圈的温升曲线的方法为：

根据公式其中初始条件为确定所述线圈随时间的温升；上式中，τ为斥力线圈的温升，T为热时间常数，t为所述高速机械开关的动作时间，e为碰撞恢复系数，c为所述线圈的材质的比热容，m为所述线圈的质量，K_T为所述线圈的散热系数，A为所述线圈的散热面积，P为所述线圈的发热功率；

根据所述线圈随时间的温升确定所述温升曲线。

2.根据权利要求1所述的高速机械开关多场耦合仿真计算方法，其特征在于，上述获得所述高速机械开关的位移曲线的方法为：

将所述电磁斥力导入预先建立的计算模型中；

对所述高速机械开关的部件连接部分添加相关类型运动副，并设置所述部件的参数；

对所述高速机械开关进行分闸反弹运动场耦合仿真分析，以获得所述位移曲线；

所述电磁斥力通过AKISPL样条差值函数和DM距离函数导入所述计算模型中。