專利名稱：永磁繼電器等效磁路模型的建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建模方法，尤其涉及一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法。
背景技術(shù)：
目前，繼電器吸力特性的求解方法主秉有基于磁場(chǎng)和基于磁路兩種方法。 基于磁場(chǎng)的求解方法一般是利用商業(yè)電磁場(chǎng)仿真軟件進(jìn)行建模求解，該方法的
優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算精確，但模型建立復(fù)雜繁瑣，修改不便，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于繼電器建
模尤其復(fù)雜。
而基于磁路的求解方法模型簡(jiǎn)單、速度快，但計(jì)算精度低。永磁繼電器在進(jìn)行 可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)吸力特性進(jìn)行上千次、甚至上萬次的計(jì)算，因此，只能釆用 磁路的方法進(jìn)行求解。分析等效磁路法計(jì)算精度低的原因可以發(fā)現(xiàn)，以往都是將永 磁看成一個(gè)整體，等效為一個(gè)磁勢(shì)和一個(gè)磁阻，工作在一條回復(fù)線上。而實(shí)際情況
是，7ja茲內(nèi)部磁場(chǎng)分布不均勻，永磁各部分并非工作在一條回復(fù)線上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，大大提 高了磁路計(jì)算繼電器吸力特性的計(jì)算精度，為永磁繼電器進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)提供有效 的磁路計(jì)算方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，
其包括以下步驟
步驟1:判斷7JC磁繼電器中的永磁裝配與充磁屬于以下哪種情況； 第一種情況先給71<^茲充磁，然后放在空氣中自然去磁后再裝入繼電器磁系統(tǒng)
中；
第二種情況先將永磁裝入繼電器磁系統(tǒng)，然后再對(duì)永磁充磁； 如果屬于第一種情況則轉(zhuǎn)至步驟2,如果屬于第二種情況則轉(zhuǎn)至步驟3;步驟2:利用有限元軟件對(duì)空氣中的永J茲進(jìn)行三維磁場(chǎng)仿真，獲得仿真結(jié)果， 轉(zhuǎn)至步驟4;
步驟3:利用有限元軟件對(duì)整個(gè)永磁繼電器的磁系統(tǒng)進(jìn)行磁場(chǎng)仿真，獲得仿真 結(jié)果；
步驟4:針對(duì)所述仿真結(jié)果進(jìn)行后處理，獲得永磁各截面》茲感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲
線；
步驟5:由永》茲各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線的特點(diǎn)，對(duì)永/磁進(jìn)行分段，各段 取兩端點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的平均值或者取其中一個(gè)端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值作為本段的等 效磁感應(yīng)強(qiáng)度值，根據(jù)該等效磁感應(yīng)強(qiáng)度值，得到各段永磁的起始工作點(diǎn)；
步驟6:根據(jù)各段永磁的起始工作點(diǎn)及回復(fù)線斜率，計(jì)算得到各段永磁的等效 ^磁勢(shì)與等效磁阻；
步驟7:針對(duì)永磁繼電器的磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合所述各段7Jc磁的等效磁勢(shì)與等效 磁阻，建立基于永磁分段的永磁繼電器等效磁路模型； 步驟8:建模過程結(jié)束。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的7JOf茲繼電器等效磁路模型的建模方法，基于三
維磁場(chǎng)仿真分析的永磁分段等效，與實(shí)際情況更接近，大大提高了磁路計(jì)算繼電器 吸力特性的計(jì)算精度，為永磁繼電器進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)提供有效的磁路計(jì)算方法。


圖1是本發(fā)明所述的方法應(yīng)用于的7JCf茲繼電器磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明7JO茲分段后的主視結(jié)構(gòu)圖3是本發(fā)明所述的方法應(yīng)用于的永磁繼電器的等效磁路模型；
圖4是本發(fā)明所述的永磁繼電器等效磁路模型的建模方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l所示，本發(fā)明所述的方法應(yīng)用于的7Ja茲繼電器磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；本 發(fā)明所述的方法應(yīng)用于的永磁繼電器磁系統(tǒng)包括鐵芯11、銜鐵12、線圏13和軛鐵 14。
如圖2所示，本發(fā)明7lOP茲分段后的主視結(jié)構(gòu)圖。
如圖3所示，本發(fā)明所述的方法應(yīng)用于的永J茲繼電器的等效石茲路模型；其中，i so- i S24為軟磁材料磁阻；A-及19為氣隙磁阻；(1)。~<1)23為回路磁通；~&4為 漏磁阻；i^ F^為 1^茲等效磁勢(shì)；i^。 i^2為 1cf茲等效磁阻；IW為線圈磁勢(shì)， 此處為0。
如圖4所示，本發(fā)明提供了一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，其包括 以下步驟
步驟41:判斷永磁繼電器中的永磁裝配與充》茲屬于以下哪種情況； 第一種情況先給永磁充磁，然后放在空氣中自然去磁后再裝入繼電器磁系統(tǒng)
中；
第二種情況先將永》茲裝入繼電器》茲系統(tǒng)，然后再對(duì)永磁充》茲； 如果屬于第一種情況則轉(zhuǎn)至步驟42,如果屬于第二種情況則轉(zhuǎn)至步驟43; 步驟42,利用有限元軟件對(duì)空氣中的永磁進(jìn)行三維磁場(chǎng)仿真，獲得仿真結(jié)果， 轉(zhuǎn)至步驟44;
步驟43，利用有限元軟件對(duì)整個(gè)永磁繼電器的磁系統(tǒng)進(jìn)行磁場(chǎng)仿真，獲得仿 真結(jié)果；
步驟44,針對(duì)所述仿真結(jié)果進(jìn)行后處理，獲得永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布 曲線；
由永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線的特點(diǎn)，對(duì)永磁進(jìn)行分段，各段取兩端點(diǎn) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的平均值或者取其中 一個(gè)端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值作為本段的等效磁感應(yīng) 強(qiáng)度值，才艮據(jù)該等效磁感應(yīng)強(qiáng)度值，得到各段7JU茲的起始工作點(diǎn)；
步驟45，根據(jù)各段永磁的起始工作點(diǎn)及回復(fù)線斜率，計(jì)算得到各段水磁的等 效/f茲勢(shì)與等效》茲阻；
步驟46,針對(duì)永磁繼電器的/f茲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合所述各段永磁的等效磁勢(shì)與等 效磁阻，建立基于永磁分段的永磁繼電器等效磁路模型(如圖3); 步驟47,建模過程結(jié)束。
以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理 解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改、 變化或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，其特征在于，其包括以下步驟步驟1判斷永磁繼電器中的永磁裝配與充磁屬于以下哪種情況；第一種情況先給永磁充磁，然后放在空氣中自然去磁后再裝入繼電器磁系統(tǒng)中；第二種情況先將永磁裝入繼電器磁系統(tǒng)，然后再對(duì)永磁充磁；如果屬于第一種情況則轉(zhuǎn)至步驟2，如果屬于第二種情況則轉(zhuǎn)至步驟3；步驟2利用有限元軟件對(duì)空氣中的永磁進(jìn)行三維磁場(chǎng)仿真，獲得仿真結(jié)果，轉(zhuǎn)至步驟4；步驟3利用有限元軟件對(duì)整個(gè)永磁繼電器的磁系統(tǒng)進(jìn)行磁場(chǎng)仿真，獲得仿真結(jié)果；步驟4針對(duì)所述仿真結(jié)果進(jìn)行后處理，獲得永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線；由永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線的特點(diǎn)，對(duì)永磁進(jìn)行分段，各段取兩端點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的平均值或者取其中一個(gè)端點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值作為本段的等效磁感應(yīng)強(qiáng)度值，根據(jù)該等效磁感應(yīng)強(qiáng)度值，得到各段永磁的起始工作點(diǎn)；步驟5根據(jù)各段永磁的起始工作點(diǎn)及回復(fù)線斜率，計(jì)算得到各段永磁的等效磁勢(shì)與等效磁阻；步驟6針對(duì)永磁繼電器的磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合所述各段永磁的等效磁勢(shì)與等效磁阻，建立基于永磁分段的永磁繼電器等效磁路模型；步驟7建模過程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種永磁繼電器等效磁路模型的建模方法，其包括以下步驟判斷永磁繼電器中的永磁裝配與充磁屬于何種情況；根據(jù)情況對(duì)永磁進(jìn)行三維磁場(chǎng)仿真，獲得仿真結(jié)果；針對(duì)所述仿真結(jié)果進(jìn)行后處理，獲得永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線；由永磁各截面磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布曲線的特點(diǎn)，對(duì)永磁進(jìn)行分段得到各段永磁的起始工作點(diǎn)；根據(jù)各段永磁的起始工作點(diǎn)及回復(fù)線斜率，計(jì)算得到各段永磁的等效磁勢(shì)與等效磁阻；針對(duì)永磁繼電器的磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合所述各段永磁的等效磁勢(shì)與等效磁阻，建立基于永磁分段的永磁繼電器等效磁路模型；建模過程結(jié)束。本發(fā)明為永磁繼電器進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)提供有效的磁路計(jì)算方法。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101604352SQ20091015814
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者冰 吳, 張榮嶺, 梁慧敏, 翟國(guó)富, 杰 鄧 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)