密封電磁繼電器發(fā)熱特性分析的研究.pdf

1、密封電磁繼電器的發(fā)熱特性分析是其可靠性設計的重要內(nèi)容之一。隨著繼電器制造技術的發(fā)展，密封電磁繼電器的體積趨向小型化，技術和可靠性指標普遍提高。繼電器工作過程中產(chǎn)生的單位體積發(fā)熱量的增加，將引起內(nèi)部各部分溫度升高，特別是觸點拉弧過程中釋放的熱量將引起觸點材料的燒蝕與損傷，從而直接影響繼電器的壽命和工作可靠性，因此密封電磁繼電器的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)發(fā)熱問題已成為其設計過程中需要考慮的重要方面。
　　以往人們應用熱路法求解密封電磁繼電器的發(fā)熱特

2、性，但由于繼電器的內(nèi)部結構復雜、傳熱路徑繁多，建立的模型較為簡略，所得結果的誤差較大。本文綜合分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，應用有限元法研究了密封電磁繼電器的發(fā)熱特性，得到了繼電器內(nèi)部各關鍵部件的溫升分布。
　　首先，根據(jù)傳熱學建立密封電磁繼電器的熱場數(shù)學模型，經(jīng)過變分推導進一步得到其有限元法的數(shù)學模型。然后，應用ANSYS有限元分析軟件對其分析求解：利用由熱相似理論得到的熱關聯(lián)式計算對流散熱系數(shù)；通過研究繼電器內(nèi)部密封氣體的熱傳導機制，

3、確定本模型中密封氣體傳遞熱量的主要方式；使用有限元方法計算外部連接導線對繼電器內(nèi)部熱場的影響；以及分別考慮了線圈和接觸電阻生熱載荷的施加方法。模仿繼電器的實際工作情況進行了溫升實驗，將計算結果與實驗結果比較分析，驗證了所建立的密封電磁繼電器熱場數(shù)學模型的有效性。
　　其次應用ANSYS有限元分析軟件對密封電磁繼電器的接觸系統(tǒng)進行了機-電-熱耦合仿真，得到其溫度分布及電流密度分布情況，分別分析接觸力及外接連接導線直徑對接觸系統(tǒng)溫度分