外部均匀磁场对磁保持继电器静态特性影响的研究

• 作 者: 陈志君
• 机 构: 哈尔滨工业大学
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 磁保持继电器 均匀磁场 静态特性 磁感应强度 屏蔽

继电器是具有隔离功能的自动开关元件,广泛应用于军事和国民经济各部门,是国防尖端技术、先进工业和民用设备的基本元件之一。随着继电器所处的电磁环境日益复杂,电磁兼容性成为继电器可靠性中的一个重要方面。本课题是基于以上用户需求,根据某航天系统研究所用户需求设立的公司级课题。磁保持继电器在用户使用过程中多次出现衔铁翻转、电参数异常等故障,用户现有外部均匀磁场大概为60m T,为确认外部磁场对继电器以上故障的影响程度,本课题设立研究目的:现有外部磁场对磁保持继电器干扰的程度和相关规律。主要研究内容为四个部分:首先,理论分析均匀磁场对磁保持继电器影响的机理。选取磁保持继电器作为研究对象,阐释其特性,建立其受磁场干扰的数学模型。再从继电器动作原理和均匀磁场干扰作用上来验证仿真分析的可行性、正确性。从磁保持继电器内部磁场与衔铁保持力矩变化趋势相一致、衔铁保持力矩与相应状态转换电压变化趋势相一致的原理,证明以转换电压作为验证仿真结果正确性判据的理论。其次,仿真分析不同量级、不同方向均匀磁场对继电器的影响规律。使用Ansoft软件对某型号磁保持继电器磁系统进行建模,在6个方向上分别施加不同量级的均匀磁场,仿真分析所受影响的磁感应强度分布、磁力线分布和衔铁保持力矩变化情况。然后,根据仿真结果实物测试,验证不同量级、不同方向均匀磁场对继电器的影响程度。制定实物测试方案,使用公司现有的磁场处理炉来作为产生均匀磁场的磁场源,使用特斯拉计测量均匀磁场磁感应强度的大小及方向,使用专用继电器调试台测试某型号磁保持继电器处于其中的转换电压,与仿真结果进行比对。最后,采用屏蔽措施后,仿真分析均匀磁场对继电器的影响。采用Ansoft软件对不同大小、厚度屏蔽罩下继电器内部磁场的情况进行仿真,选取DT4E软磁材料作为屏蔽材料,按照预先既定的继电器方向,在6个方向上分别对其施加不同量级稳态的均匀磁场,对比某型号继电器屏蔽前后的饱和磁场值、衔铁保持力矩变化趋势情况。本课题将工厂实际生产中运用到的仿真、仪器检测手段相结合,具有重要的现实意义和代表性。