平衡力式繼電器快速計算模型及應(yīng)用研究.pdf

1、平衡力式繼電器存在的批次間產(chǎn)品不一致問題，已嚴重影響其性能和可靠性。繼電器批次產(chǎn)品一致性問題可通過質(zhì)量特性分析和容差設(shè)計進行解決。而上述工作的開展均需要對繼電器的輸出特性進行大量的計算。目前繼電器輸出特性計算的常用手段是有限元分析，其精度高卻耗時長。本文針對平衡力式繼電器的快速、精確計算問題，探索了基于場路結(jié)合的繼電器快速計算方法，在發(fā)現(xiàn)其局限性后，基于有限元仿真結(jié)果，利用自定義插值函數(shù)與 Kriging結(jié)合的方式，提出一種新的、適用于

2、平衡力式繼電器多回路磁路的快速計算方法。
　　本文首先采用多軟件聯(lián)合仿真的方式對繼電器進行仿真建模與分析。采用UG建立物理模型，利用FLUX進行電磁系統(tǒng)仿真分析，得到電磁特性靜態(tài)數(shù)據(jù)表；然后在ADAMS中建立觸簧系統(tǒng)模型，分析不同位置的反力特性；最后基于Matlab/Simulink模塊建立動態(tài)特性仿真平臺，并利用四階龍格庫塔法求解動態(tài)特性微分方程組，進而得到繼電器動態(tài)特性。然后，利用有限元計算結(jié)果，通過磁路建模，研究基于場路結(jié)合

3、的繼電器快速計算方法。針對平衡力式繼電器的含永磁多回路磁路，確定氣隙磁阻的類型及計算方法；并通過擬合軟磁材料 B-H曲線解決磁路“反求問題”，確定永磁等效模型；利用量子粒子群算法求解多磁路回路非線性方程組，計算電磁系統(tǒng)靜態(tài)特性；基于空間映射法實現(xiàn)繼電器電磁特性的快速計算，計算結(jié)果表明場路結(jié)合方法對平衡力式繼電器電磁特性分析具有局限性。根據(jù)前文研究的結(jié)果，采用近似建模思想進行平衡力式繼電器的快速計算建模研究?；谔├展胶妥远x插值函數(shù)確

4、定電磁系統(tǒng)的基礎(chǔ)模型；通過Kriging方法對模型進行誤差補償，提高模型的精度；基于變性能法計算反力特性，進而求解動態(tài)特性微分方程組，完成動態(tài)特性快速計算模型的建立。最后，基于所建立的快速計算模型，通過質(zhì)量特性分析和容差設(shè)計方法優(yōu)化關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)公差，提高批次產(chǎn)品一致性。基于蒙特卡洛方法建立虛擬樣本，通過質(zhì)量特性分析方法確定影響顯著的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)；設(shè)計正交試驗，確定各設(shè)計參數(shù)貢獻率；基于迭代的思想實現(xiàn)容差優(yōu)化的優(yōu)化分配，并通過質(zhì)量特性分析