平衡力继电器电磁系统设计与优化.pdf

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1、硕士学位论文（工程硕士）平衡力继电器电磁系统设计与优化ELECTROMAGNETICSYSTEMDESIGNANDOPTIMIZATIONOFBALANCEFORCERELAY阮永刚哈尔滨工业大学2018年3月国内图书分类号：TM572学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文平衡力继电器电磁系统设计与优化硕士研究生：阮永刚导师：翟国富教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：陕西群力电工有限责任公司答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM572U.D.C:621.3Disserta

2、tionfortheDegreeofMasterinEngineeringELECTROMAGNETICSYSTEMDESIGNANDOPTIMIZATIONOFBALANCEFORCERELAYCandidate：RuanYonggangSupervisor：Prof.ZhaiGuofuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：ShaanXiQunLiElectricianCo.,LtdDateofDefense：March,201

3、8Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着国防、武器装备和航空航天事业的蓬勃发展，功率型继电器使用范围不断扩大，市场占有量也急剧增加。近些年，电磁继电器朝着“小型化、大功率、高可靠”的方向发展，因平衡力继电器具有以上特点，被广泛应用在军用和民用的各个领域。但因其功率大，在切换负载时不可避免地会产生强烈电弧，严重影响继电器的寿命和可靠性。因此，具有高可靠的平衡力继电器的研发迫在眉睫。本文针对两种不同结构的平衡力电磁系统进行了分析和研究，完成了某型号平衡力电

4、磁系统的优化设计，得到了优化后的参数组合，并通过仿真验证和物理样机验证了优化设计的有效性。首先，针对两种不同结构的电磁系统进行分析，通过三维设计软件建立了两种电磁系统的几何模型，并对其工作原理进行了分析，利用磁路法建立了不同电磁系统的等效磁路模型和磁路方程。通过FLUX软件静态特性仿真，并结合零件加工难度等因素综合分析，得出了较优的电磁系统结构。其次，利用FLUX软件建立了电磁系统的静态特性仿真模型，通过静态特性仿真分析验证吸反力匹配能够满足设计要求；利用FLUX软件建立了动态特性仿真模型，通过动态仿真得到了电磁系统不同时刻的磁感应云图，衔铁的位移、速度、加速度及

5、电流变化曲线，通过仿真结果和实测值进行比对，得出仿真结果的误差大小。最后，阐述了参数化设计原理，确定了参数设计的目标函数。基于FLUX软件的动静态特性仿真，对影响目标函数的各个结构参数连续变化进行分析，得出了对目标函数影响较大的关键参数。通过正交试验法安排试验，利用FLUX软件进行仿真计算，采用内外表直积法进行数据处理，按照传统信噪比和基于望目特性的信噪比分析方法进行数据分析，最终确定出最佳参数组合；通过仿真计算和物理样机验证确定了优化设计的有效性。关键字：平衡力继电器；电磁系统；优化-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththefastdev

6、elopmentofthedefense,militaryandaerospaceindustries,theuserangeofrelayshascontinuouslyexpandedandthemarketoccupationhasalsoincreaseddramatically.Inrecentyears,electromagneticrelayshavedevelopedalongthedirectionof“smallsize,highpower,andhighreliability.”Becauseoftheabovecharacteristics

7、，thebalanceforcerelayhasbeenwidelyusedinmilitaryandindustryfields.However,duetoitslargepower,thebalanceforcerelaywillinevitablyproduceastrongarcwhenswitchingloads,whichwillseriouslyaffectthelifeandreliabilityoftherelay.Therefore,thedevelopmentofhighlevelreliablebalanceforcerelaysisimm

8、inent