對(duì)于含永磁體差動(dòng)式磁系統(tǒng)而言,永磁體是含永磁體差動(dòng)式磁系統(tǒng)的核心零部件,其性能變化將會(huì)對(duì)磁系統(tǒng)整體性能產(chǎn)生巨大的影響,若能從永磁體入手,通過對(duì)永磁體退化趨勢(shì)進(jìn)行建模,進(jìn)而推導(dǎo)出電磁系統(tǒng)整體性能變化趨勢(shì),并以此為依據(jù)對(duì)繼電器中差動(dòng)式磁系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),將對(duì)繼電器壽命提升有較大幫助。首先,本文使用基本有限元仿真方法對(duì)電磁系統(tǒng)靜態(tài)吸力特性進(jìn)行了仿真,將仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,分析了可能的誤差來源,然后根據(jù)前述分析,基于實(shí)物測(cè)量對(duì)電磁系統(tǒng)的仿真模型尺寸參數(shù)進(jìn)行了改進(jìn),同時(shí)基于充退磁過程仿真結(jié)果對(duì)模型中永磁體零件進(jìn)行了分段處理,最后基于磁滯回線模型,重新設(shè)置了模型中永磁體的材料屬性。其次,對(duì)永磁體退化機(jī)理進(jìn)行分析,確定了基于表面磁強(qiáng)的退磁率作為永磁體磁性能表征參數(shù),對(duì)永磁體進(jìn)行了不同溫度下的退化試驗(yàn),研究了永磁體磁性能的整體退化趨勢(shì),然后基于前述的試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù),分別選取了Arrhenius模型和對(duì)數(shù)函數(shù)模型,對(duì)永磁體磁性能退化情況進(jìn)行建模,通過比較建模結(jié)果,基于對(duì)數(shù)函數(shù)模型更能反應(yīng)永磁體性能退化整體趨勢(shì),因此最終選取對(duì)數(shù)函數(shù)對(duì)永磁體退化情況進(jìn)行建模。然后,通過單一因素仿真,確定出考慮永磁體... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

差動(dòng)式磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-11-圖2-2繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)三維模型2.2.2仿真結(jié)果與分析設(shè)置求解參數(shù)，對(duì)繼電器靜態(tài)特性進(jìn)行求解，仿真結(jié)果如圖2-3所示。通過與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比可以看出，在三個(gè)電壓下的電磁吸力特性曲線中間部分即轉(zhuǎn)角-1°~1°時(shí)與實(shí)測(cè)結(jié)果總體趨勢(shì)吻合較好，但在曲線兩端，靜態(tài)吸力仿真結(jié)果均與實(shí)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生了較大偏差，在端部處即轉(zhuǎn)角為2°時(shí)，8V和13.5V電壓下，仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果的誤差甚至超過100%。-2-1.5-1-0.500.511.52-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.015轉(zhuǎn)角（°）轉(zhuǎn)矩(N*m)實(shí)測(cè)結(jié)果(0V)實(shí)測(cè)結(jié)果(8V)實(shí)測(cè)結(jié)果(13.5V)有限元仿真結(jié)果(8V)有限元仿真結(jié)果(0V)有限元仿真結(jié)果(13.5V)圖2-3差動(dòng)式磁系統(tǒng)靜態(tài)吸力特性仿真結(jié)果據(jù)分析這些誤差主要來源于以下幾方面：（1）由于差動(dòng)式磁系統(tǒng)中永磁體與

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-12-兩端軛鐵間存在氣隙，因此在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中，永磁體的位置會(huì)與圖紙中存在偏差；（2）在生產(chǎn)中采用先將永磁體裝配到差動(dòng)式磁系統(tǒng)中，然后再對(duì)永磁體進(jìn)行充磁的方法，由于磁路形狀及漏磁等諸多原因，永磁體并非完全沿著垂直截面的方面被磁化；（3）由于永磁體會(huì)經(jīng)過先充磁后退磁的過程，因此永磁體并非出于飽和充磁的狀態(tài)，在仿真中通常采用基于回復(fù)線模型的分段線性模型對(duì)永磁體B-H曲線進(jìn)行設(shè)置，而回復(fù)線模型本身也只是對(duì)永磁體工作點(diǎn)遷移軌跡的近似，可能造成誤差累積。2.3基于充退磁仿真的差動(dòng)式磁系統(tǒng)仿真模型改進(jìn)2.3.1三極永磁體充退磁分析及仿真建模由于本差動(dòng)式磁系統(tǒng)中永磁體為三極永磁體，采用相應(yīng)的三極充退磁機(jī)構(gòu)經(jīng)過先充磁，后交流穩(wěn)磁制成。本文研究對(duì)象在實(shí)際充退磁過程中，先將除銜鐵外的差動(dòng)式磁系統(tǒng)其他部件組裝完畢，然后采用如圖2-4所示E型三極充磁頭進(jìn)行充磁，主磁通路徑為：充磁線圈圓柱體鐵芯—導(dǎo)磁回路—充磁頭（S極）—繼電器中條形永磁體—充磁頭（N極）—圓柱體充磁線圈鐵芯。其中充磁頭和含三極永磁體電磁繼電器磁路部分較為復(fù)雜，而我們只需得出充磁過后的永磁體內(nèi)部磁通分布情況，因此在進(jìn)行仿真時(shí)采用簡化等效的有限元仿真分析處理方法。具體充磁過程為控制外部電路對(duì)充磁機(jī)的線圈通電，線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而在線圈中心的鐵芯內(nèi)產(chǎn)生磁勢(shì)對(duì)充磁機(jī)構(gòu)作用，進(jìn)而對(duì)永磁體進(jìn)行充磁。圖2-4充磁回路磁通路徑示意圖因此，為了確定實(shí)際情況下永磁體的磁性能（主要是磁通方向），首先根據(jù)實(shí)線圈三極充磁頭電磁系統(tǒng)組件

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