三相磁保持继电器电磁机构静态特性仿真及优化技术研究

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1、分类号：TM581.3密级：公开UDC：621.3编号：201221401080河北工业大学硕士学位论文三相磁保持继电器电磁机构静态特性仿真及优化技术研究论文作者：聂立萌学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：电气工程指导教师：苏秀苹职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringSTUDYONSTATICCHARACTERISTICSSIMULATIONANDOPTIMIZATIONTECH

2、NOLOGYOFELECTROMAGNETICSYSTEMINTHREE-PHASEMAGNETICLATCHINGRELAYbyNieLimengSupervisor:Prof.SuXiupingNovember2014摘要电磁机构作为三相磁保持继电器的重要组成部分，其静态特性和结构的设计将会影响整个系统的性能。本文基于有限元分析法，对某型号的三相磁保持继电器的电磁机构进行了仿真分析及优化研究。首先，运用有限元软件ANSYS绘制出其电磁机构的三维实体模型，再对该模型在不同位置、不同加载电流、不同磁化曲线、不同的轭铁倒角半

3、径和不同气隙的情况下的静态特性进行了仿真分析，得到转动电磁力矩、磁链的大小及磁场分布情况，绘制出该型号的三相磁保持继电器的特性曲线。然后，分析其结构尺寸对其静态特性造成的影响及原因。其次，在VisualC++中利用Microsoft自身提供的基础类库（MFC），开发了一个面向对象的Windows应用程序，以达到在后台调用ANSYS软件的目的，同时对APDL命令语言进行封装，实现了只需要在交互界面输入部分参数就可以直接得到仿真结果的功能，为工作人员提供了便利。最后，在满足限定条件下，采用正交试验法对其电磁机构进行优化设计，使

4、设计指标最优化。关键词：磁保持继电器，电磁机构，ANSYS，静态特性，优化IABSTRACTAsanimportantpartofthethree-phasemagneticlatchingrelay,theelectromagneticsystemwhosestaticcharacteristicandthedesignofitsstructurecandirectlyaffecttheperformanceofthewholesystem.Inthispaper,thefinite-elementanalysismet

5、hodwasproposedtosimulateandoptimizetheelectromagneticsysteminathree-phasemagneticlatchingrelaywhichwastakenastheresearchobject.Firstofall,thethree-dimensionalmodeloftheelectromagneticsystemwasestablishedinANSYS.Andthemodelsunderdifferentpositions,currents,magnetiz

6、ationcurves,valuesofthechamferradiusofyokesandairgapsweresimulatedandanalyzedtogetthevaluesofmagnetictorques,magneticfluxlinkages,thedistributionsgraphsofmagneticfieldandthecharacteristiccurvesofthethree-phasemagneticlatchingrelay.Thenthereasonsandeffectsofthestru

7、cturesizeoflectromagneticsystemonitsstaticcharacteristicswereanalyzed.Secondly,theMicrosoftFoundationClasses(MFC)providedbyMicrosoftinVisualC++wasutilizedtodevelopanobject-orientedWindowsapplicationprogramwhichwasusedtocalltheANSYSsoftwareinthebackground,aswellast

8、opackagetheAPDLcommandstatements.Thefunctioncouldbeeasilyachievedthatsomeparameterswerejustneededtobeenteredintheinteractiveinterface,thentheresultsofth