本文由公司网站弯管机网站采集转载中国知网网络资源整理! http://www.wanguanjixie.com   提出一种结合Ansys Electronics的Circuit模块和Maxwell 3D瞬态仿真模块的方法,对一款双E型交流接触器进行动态特性分析。利用Circuit模块建立交流接触器的外加激励电路,再利用Maxwell建立交流接触器的三维有限元模型,计算了交流接触器不同合闸相角与不同吸合电压下的电流特性、时间特性、末速度特性。最后,利用试验测试对仿真结果进行对比验证,仿真误差小于10%。所提仿真方法能为交流接触器优化设计提供理论支持。 ·研究与分析·本文运用AnsysElectronics的Circuit模块建立交流接触器的外加激励电路，再运用Maxwell3D模块建立交流接触器电磁系统部分的三维瞬态仿真模型，通过耦合电磁系统和外加激励电路实现对交流接触器动态特性的仿真计算。最后，通过试验对仿真计算结果进行验证分析。1建立交流接触器有限元模型本文研究对象为一款额定电流为170A的双E型铁心交流接触器，线圈电压为AC220V/50Hz，线圈线径为0．28mm、匝数为2050匝。利用Maxwell软件建立交流接触器的3D模型。交流接触器简化3D仿真模型如图1所示。Maxwell中可通过建立一个运动域自定义铁心的运动行程。图1交流接触器简化3D仿真模型1．1添加零件材料衔铁和磁轭的材料为50WW400的硅钢片，短路环及线圈采用系统自带的铜材料，空气域及运动域材料属性为空气。1．2网格划分及边界条件设置手工划分网格，设置短路环网格单元最大尺寸分别为0．5mm、线圈为3mm、衔铁及磁轭为4mm、空气域和运动域为5mm。接触器网格模型如图2所示。边界条件采用系统默认的边界条件，即零件交界面为自然边界条件，外边界为诺依曼边界条件。 本文由公司网站弯管机网站采集转载中国知网网络资源整理! http://www.wanguanjixie.com   1．3外加激励电路设计及耦合运用AnsysElectronics的Circuit模块建立线圈外部激励电路，如图3所示。图3线圈电压图2接触器网格模型图3线圈外部激励电路Un=220V/50Hz，合闸相角θ为0°。接触器动态特性分析-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管弯管机滚弧机线圈线径0．28mm，Ｒ为线圈电阻67．8Ω，Lcoil为线圈截面等效模块。电路中线圈等效导电截面的名称需与Maxwell中的线圈截面导电部分名称一致，线圈激励电路通过Maxwell施加外加激励电路与三维模型耦合在一起。2三维瞬态场计算原理对于低频瞬态磁场，麦克斯韦方程可以写成:!×H=σE!×E=?B?t!×B={0(1)在式(1)的基础?铁心位移。3仿真计算结果对于交流接触器，不同的线圈电压、合闸相角会有不同的电流特性曲线，从而产生不同的接触器吸力特性曲线和不同的运动速度特性曲线，因此在研究接触器的动态特性时必须考虑合闸相角对运动特性的影响。本文分别对线圈电压为0．85Un、1．00Un和1．10Un，合闸相角θ为0°、30°、60°、90°、120°和150°进行仿真计算。3．1电流特性计算线圈电压为Un=220V，频率为50Hz，合闸相角θ为0°、30°、60°、90°、120°、150°下的电流动态特性。电流动态特性曲线如图4所示。图4电流动态特性曲线由图4可知，在合闸相角θ=30°和θ=60°之间其电流上升斜率大、幅值也高，接触器可以较快的起动;在θ=120°和θ=150°之间因为其前半个周波值太小，不能使接触器起动，只有在下一个半波才能达到起动值。3．2时间特性计算线圈电压为0．85Un、1．00Un、1．10Un，频率为50Hz，合闸相角θ为0°、30°、60°、90°、120°、150°下的触动时间和吸合时间动态特性。触动时间特性曲线如图5所示;吸合时间特性曲线如图6所示。图5触动时间特性曲线图6吸合时间特性曲线触动时间指的是线圈从通电到接触器开始触发运动的时间。由图5可知，接触器触动时间在相角θ=60°的时间最低，相角在θ=90°和θ=120°之间触动时间存在较大的阶跃，其原因是相角θ=90°后的接触器起动电流在第一个半波的幅值很小，不足以起动接触器，需等到下一个半波电流才能足够起动。此外在不同的相角下，触动时间随着电压的升高而降低，呈负相关特性。吸合时间指的是线圈通电到铁心完全吸合的时间。由图6可知，其吸合时间随着相角变化先增大后减小，在θ=90°时为最大值，且吸合时间随着电压的升接触器动态特性分析-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港钢管弯管机滚弧机 本文由公司网站弯管机网站采集转载中国知网网络资源整理! http://www.wanguanjixie.com