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双线圈电磁继电器建模与矢量磁场测量分析

来源：电工电气发布时间：2024-05-08 08:08 浏览次数：7

双线圈电磁继电器建模与矢量磁场测量分析

李国全¹，李阳洋²，李文华²

(1 开滦能源化工股份有限公司，河北唐山 063018；

2 河北工业大学电气工程学院，天津 300401)

摘要：双线圈电磁继电器的电磁系统是电能和机械能相互转换的媒介，为实现更理想的能量转换和分布效果，需要模拟和分析磁场能量的分布情况。结合三维建模软件和电磁场有限元分析软件，对双线圈继电器进行仿真研究，测试中测量装置采用柔性协作机器人和三轴高斯计，用相应的模具固定继电器。编写控制机械臂的脚本程序，使其带动高斯计围绕被测继电器按照指定路径运动，实时采集位置信息和磁场信息，实现路径坐标系和绘图坐标系的虚实合一，将机械臂仿真及运行路径的坐标系和上位机空间磁场强度分布绘图坐标系实现坐标一一对应，测量出继电器三维矢量磁场强度。对比仿真得到的磁感应强度数据与测量得到的数据，验证了仿真计算的真实可靠性。

关键词： 电磁继电器；双线圈；有限元分析；矢量磁场测量

中图分类号：TM153+.1 ；TM581.3 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2024)04-0060-05

Modeling of Dual-Coil Electromagnetic Relays and Analysis of

Vector Magnetic Field Measurements

LI Guo-quan¹, LI Yang-yang², LI Wen-hua²

（1 Kailuan Energy Chemical Co., Ltd, Tangshan 063018, China;

2 School of Electrical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China）

Abstract: The electromagnetic system of the dual-coil electromagnetic relay is the medium for the mutual conversion of electrical energy and mechanical energy, and in order to achieve a more ideal energy conversion and distribution effect, it is necessary to simulate and analyze the distribution of magnetic field energy. In this paper, the three-dimensional modeling software and electromagnetic field finite element analysis software are combined to simulate the dual-coil relay, and the measuring device adopts a flexible collaborative robot and a three-axis Gaussmeter to fix the relay with the corresponding mold. Write a script program to control the robotic arm so that it drives the Gaussmeter to move around the relay under test according to the specified path, collect realtime position information and magnetic field information, realize the virtual and real integration of path coordinate system and drawing coordinate system, make the coordinate system of the simulation and operating path of the robot arm and the coordinate system of the spatial magnetic field strength distribution drawing of the host computer are corresponded to each other, and then three-dimensional vector magnetic field strength of the relay is measured. The magnetic induction intensity data obtained by simulation and the measured data are compared to verify the authenticity and reliability of the simulation calculation.

Key words: electromagnetic relay; dual-coil; finite element analysis; vector magnetic field measurement

参考文献

[1] 苏伟龙，许志红.高压直流继电器电磁系统的优化设计[J].福州大学学报(自然科学版)，2021，49(3) ：343-351.

[2] 李骏，邓海龙，舒伟斌，等. 汽车起动机电磁场有限元仿真[J]. 计算机仿真，2020，37(4) ：98-101.

[3] 杨文英，郭久威，王茹，等. 继电器电磁机构电磁-热耦合模型建立与计算方法[J] . 电工技术学报，2017，32(13) ：169-177.

[4] 郑育鑫，范兴明，张鑫，等. 磁保持继电器电磁驱动力建模分析及其优化设计[J] . 计算机仿真，2022，39(5) ：283-287.

[5] 向洪岗，陈德桂，李兴文，等. 基于三维磁场分析建立电磁铁等效磁路的研究[J] . 西安交通大学学报，2003，37(8) ：808-811.

[6] 王宾，陈金学，肖斌，等. 三维有限元分析在直流电磁铁优化设计中的应用[J] . 机电元件，2016，36(2) ：30-32.

[7] 王帅. 电磁比例换向阀性能测试实验台的设计与研究[D].武汉：武汉工程大学，2017.

[8] 吴先红，宋俊材，王骁贤，等. 基于杂散磁场感知与 NBCNN-LSTM-Attention 深度回归建模的永磁直线电机气隙磁密测量研究[J] . 仪器仪表学报，2023，44(7) ：305-314.

[9] 雪原，石晓晶，崔艳丽. 智能三维磁场强度测量仪的设计[J]. 电子测量技术，2012，35(2) ：17-19.

[10] LI Z, ZHAO S, YU J, et al.Research on Magnetic Field Measurement System Based on Distributed Magnetic Field Sensing and Numerical Integration Method[J].IEEE Transactions on Applied Superconductivity，2018，28(3) ：1-5.

[11] 鲍光海，王金鹏. 基于 MATLAB GUI 的小型直流继电器多物理场仿真平台开发[J]. 南昌大学学报(工科版)，2022，44(3) ：289-296.

[12] 朱方悦. 麦克斯韦方程组的简单概述及应用[J]. 中国新通信，2018，20(15) ：230-231.

[13] 王海龙，樊薇薇，翟国富，等. 航天电磁继电器机械虚拟样机系统的开发[J]. 机电元件，2007，27(4) ：3-7.

[14] 任万滨，梁慧敏，王其亚，等. 微机械电磁继电器三维磁场分析及其电磁系统优化设计[J]. 中国电机工程学报，2006，26(6) ：151-156.

[15] 季翔宇. 基于 Ansoft Maxwell 的鼠笼型三相异步电机有限元分析[J]. 机电工程技术，2019，48(3) ：98-101.

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