交流接触器电磁机构有限元分析与多场耦合技术的研究

【摘要】：本文在研究电磁机构动态特性和包括耦合场在内的有限元分析方法的基础上,应用ANSYS分析软件构建了CJ20-25型交流接触器电磁机构的三维实体模型;对不同激励下,时间进程中各空间方位离散的点进行了静态分析,完成了该机构动态仿真软件的编写;同时,将磁场和热场相耦合实现了交流电压下,稳定工作时,包括整个动、静铁芯和线圈在内的电磁机构发热分析。主要研究内容如下: 首先,根据有限元分析思想,利用ANSYS软件实现了对交流接触器双E型电磁机构的三维静态DSP分析,得到了在空间和时间上各个离散点处的气隙、磁链、电流和吸力值,构成了完整的二维数据表。 其次,以前步分析结果为基础,采用“场路混合法”对迎击式交流接触器电磁机构的动特性进行了仿真。 再次,应用VC程序设计语言,开发了电器电磁机构动态仿真的应用软件。并将仿真得到的数据与实测数据进行了比较分析。结果表明,计算所得电流和位移曲线与实测数据曲线总的趋势是吻合的。虽然在实测电流曲线的峰值附近,以及实测位移曲线出现较大弯曲的部分,计算所得曲线出现了一定程度的偏离,但是误差均在10%以内。 最后,研究了ANSYS中的多场耦合技术,将电磁场和温度场相结合,针对交流电压下,稳定工作时,包括动、静铁芯和线圈在内的整个电磁机构的发热情况进行了尝试性分析。 经过以上各方面的分析可知:采用有限元分析技术进行电磁机构的动特性仿真及多场耦合分析,模仿真实的工作环境,可以在样机制作前,精确掌握电器产品的性能,减少重复样机制作,降低实验费用,加快产品开发周期,提高产品性能指标,具有实际意义。