电磁铁的动态特性的仿真与分析

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电磁铁的动态特性的仿真与分析

根节点由出线开关断?器的状态决定如果出线开关闭合则其末节点就作为根节点建立相应的节点对象添加进节点链表之后建立第1层类对象加入层链表以根节点0作为首端的支邻2次迭代电压差模分?的最大值maxvi如比收敛标准小则退出否则转d1继续迭代
2004 年第 19 卷第 3 期 Vol . 19 No. 3 2004 电力学报 ( 总第 68 期) JOURNAL OF ELECTRIC POWER ( Sum. 68)
表1 层 - 支路关联信息层号
1 2 3
4 算例测试
本文用 Visual C + + 实现了基于支路功率的状态估计算法。为测试软件的性能 , 利用 IEEE34 节点系统 [2 ] 。测试中 ,量测值采用潮流计算值加上量测误差生成 , 量测误差是均值为 0 的随机误差 , 量测权系数由程序自动取值为量测误差的方差的倒数 [3 ] 。为说明状态估计的效果 ,分别计算量测值与准确值之差、估计值与准确值之差 , 以量测值与准确值之差为例说明算法 , 设第 i 个量测值为 m i , 对应准确值为 ni , 则量测值与准确值之差定义为
3 基于面向对象技术的配电状态估计
a 1 按照上述方法进行网络分层。 b1 初始化。形成量测雅格比矩阵 H′ ′ P 和 H Q ,
计算法 [J ]1 电力系统自动化 ,1998 ,22 (8) :12～161
[2 ] IEEE Distribution Planning Working Group Report. Radial Distribution Test Feeders. IEEE Trans on Power Systems , 1991 ,6 (3) :975～9851 [3 ] 于尔铿 1 电力系统状态估计 [M]1 北京 : 水利电力出版

分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化仿真研究

分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化仿真研究一、引言电磁铁是一种能将电能转化为磁能的装置，广泛应用于各种电动机、继电器等设备中。

其中，分合闸电磁铁作为电力系统中重要的元件之一，用于控制电路的分合闸操作。

本文旨在研究分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化，通过仿真研究的手段，提出相应的优化方案。

二、电磁设计1. 材料选择：分合闸电磁铁的核心部分采用铁磁性材料，具有良好的导磁性能。

常见的材料包括硅钢片和铁氧体材料，根据具体需求选择适合的材料。

2. 磁路设计：分合闸电磁铁的磁路设计是关键的设计环节。

采用有限元仿真软件进行磁场分析和优化设计，确保电磁铁具有良好的磁路闭合性。

3. 线圈设计：线圈是分合闸电磁铁中承载电流的部分，其设计直接影响电磁铁的性能。

根据所需的电流和电压参数，选择合适的导线截面积、匝数和线圈层数。

采用有限元仿真软件分析线圈的电磁场分布，确保线圈能够产生足够的磁力。

三、性能优化1. 动作速度优化：分合闸电磁铁的动作速度是衡量其性能的重要指标之一。

通过优化线圈的参数和电源电压，可以达到提高动作速度的目的。

2. 动作力优化：分合闸电磁铁在分合闸操作过程中需产生足够的力，以确保可靠的分合闸操作。

可以通过优化线圈的参数和磁路设计，提高电磁铁的动作力。

3. 能耗优化：电磁铁的能耗是与其性能紧密相关的另一个重要指标。

通过合理选择线圈参数和控制电源电流，可实现对电磁铁能耗的优化。

四、仿真研究1. 模型建立：根据实际分合闸电磁铁的尺寸和参数，利用有限元仿真软件建立电磁铁的仿真模型。

2. 磁场分析：通过对仿真模型施加电流和电压，进行磁场分析，得到电磁铁中的磁场分布情况。

3. 动作仿真：根据电磁铁的设计参数和工作条件，进行动作仿真，模拟分合闸操作的过程，分析电磁铁的动作速度、动作力等性能指标。

4. 优化分析：根据仿真结果，对电磁铁的设计参数进行优化调整，以达到性能优化的目标。

五、结论通过对分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化仿真研究，可以得到更加合理和优化的电磁铁设计方案。

带弹簧负载的电磁铁动态特性仿真与实验研究

带弹簧负载的电磁铁动态特性仿真与实验研究黄晓凡;田忠涛;梁海彤【摘要】Aiming at solving problems such as a lot of computation and simulation models of solenoid can't be used in the case of magnetic circuit saturation and test verification was't made, a whole system mathematical model including solenoid itself and two-stage return springs was established, and a simulation using Maxwell FEA software was made. An experiment was made with a real solenoid which corresponds to the simulation model, and the experiment current VS time curve and the simulation one were compared. The system's dynamic characteristics simulation curves including the winding current VS time&the electromagnetic force VS time were given in the case of magnetic circuit satura-tion, and detailed analyses of them were made. The concept of effect of solenoid generating electric power with the action of return springs af-ter solenoid being power off was put forward. The test result showes that the experiment current VS time curve and the simulation one coinci-ded with each other highly, which proves the accuracy of the simulation model and simulation curves and also indicates that this simulation model can be used in both cases of magnetic circuit unsaturation and saturation.%针对很多关于电磁铁的计算和仿真模型无法应用在磁路饱和的场合以及没有对仿真结果进行实验验证的问题,建立了包括电磁铁本体和两级回复弹簧在内的整个系统的数学模型,采用了Maxwell有限元分析软件进行了仿真.对相应仿真模型的电磁铁实物进行了实验,对比了实验电流-时间曲线和仿真电流-时间曲线.在磁路饱和的情况下,给出了包括电磁铁线圈电流-时间曲线、电磁力-时间曲线等在内的系统动态特性仿真曲线,详细解释了各曲线的含义,提出了在电磁铁断电后回复弹簧作用下的电磁铁发电效应的概念.实验结果表明:实验电流-时间曲线和仿真电流-时间曲线具有较高的吻合度,验证了仿真模型及仿真曲线的准确性,表明了仿真模型不仅适用于磁路不饱和情况,也适用于磁路饱和情况.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2017(034)009【总页数】4页(P1024-1027)【关键词】电磁铁;数学模型;有限元分析;动态特性【作者】黄晓凡;田忠涛;梁海彤【作者单位】中国航天空气动力技术研究院测控事业部,北京100074;中国航天空气动力技术研究院测控事业部,北京100074;中国航天空气动力技术研究院测控事业部,北京100074【正文语种】中文【中图分类】TH39;TM574电磁铁是一种电磁元件，在智能控制、自动化电器等方面有着广泛的应用[1-3]。

基于Ansoft及AMESim的电磁铁动态特性仿真分析_王扬(精)

2008年9月第36卷第9期机床与液压MACH I N E T OOL &HY DRAUL I CSSep 12008Vol 136NO 19Hfl.'IV,= U IIJI收稿日期：2007-12-10基金项目：国家自然科学基金资助项目（50675203作者简介：王扬彬，男，浙江大学机械电子工程专业硕士研究。

电话:0571- 87952500-247, E -mail:wybha ngzhou @yahoo 1com 1cn, zdyb wan g@1631con。

基于Ans oft及A MESim的电磁铁动态特性仿真分析王扬彬，徐兵，刘英杰（浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027摘要：介绍了电磁铁及电磁阀的结构及工作原理，建立了基于Ans oft的电磁铁仿真模型和基于AMESi m的电磁阀整体仿真模型。

通过将电磁铁Ans oft模型分析结果导入AM ESi m仿真模型中，、,获得比较准确的电磁铁动态特性仿真结关键词：Ans oft; AMESi m ;电磁铁；耦合中图分类号:TH13717 文献标识码::-(--2 ynam i c Character isti csSole no i d Ba sed on An soft and AM ES imWANG Yan gbi n, XU B in g, L lU Yin gjie(The State Key Laborat ory of Fluid Po wer Contr ol and Trans m issi on, Han gzhou Zhejia ng 310027, Chi naAbstract:The mecha ni cal con figurati on and work p rinci p le of the s ole noid valve were described . The si m ulati on model of the s o 2le noid based on Ans oft and the en tire si m ulati on model of the s ole noid valve based on AM ESi m were built . The si m ulati on result of the Ans oft s ole noid model was made use of in build ing the AMESi m s ole noid valve model . The coup le si m ulati on of electr omag netic cir 2cuit, mecha ni cal components and hydraulic system was realized, the more p recise dynam ical characteristic si m ulati on results of thes ole noid were obta ined .Keywords:A ns oft; AMEsi m ; The s ole no id; Coup le0 概述随着电子技术、计算机技术、控制技术的迅速发展，电液控制技已经能够完成各种复杂的控制。

本安型电磁铁动态特性仿真与试验研究

周宇，廉自生
ＺＨＯＵＹｕ．ＬＩＡＮＺｉ．ｓｈｅｎｇ
（太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室，太原０３００２４）摘要：采用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对本安型电磁铁动态特性进行建模、计算，并用试验结果验证了
隙磁导是随着电磁铁铁芯位置变化（图中ｘ为工作气隙长度），在铁芯运动过程中对励磁电流和电磁力的变化起主
要作用，所以本文主要讨论工作气隙磁导的计算模型。
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一
．ｊ，罄苕 Fra bibliotek上一・、
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图３磁路状态２
１．壳体２线圈：３铁芯：４．复位弹簧：５顶杆；６极靴
效，因此电磁铁的性能好坏不仅决定了电液控制系统的生产效率，更决定工作面能否安全生产。由于井下条件限制，在低功率工作状态下本安电磁铁要具有快速响应和输出较大的驱动力，属于高难技术。所以对于本安型电磁铁的动态特性的研究是提高其可靠性及工作效率的
法给予验证。气隙磁导。
Ｌ（ｘ）＝Ｎｔｘ０Ｇ（ｘ）
（１）
式（１）中：。为空气磁导率；Ｎ为线圈匝数；Ｇ（ｘ）为
１工作气隙电感模型的建立
图２磁路状态１
本安型电磁铁的一般结构如图１所示，由于工作气

电磁铁瞬态特性的仿真研究

低压电器(2005l 6)电磁铁瞬态特性的仿真研究第一作者:刘同娟(1979-),女,博士研究生,研究方向为磁悬浮直线电机及驱动。

电磁铁瞬态特性的仿真研究刘同娟1,2, 金能强1(1.中国科学院电工研究所,北京 100080;2.中国科学院研究生院,北京 100039)摘要:针对电磁铁的特点,建立其数学模型,并用磁路分析法对其进行参数计算,然后利用Ma tlab 语言的S i m u li nk 功能给出了电磁铁一个通用而简单的瞬态仿真模型。

比较分析了两种电磁铁结构形式的瞬态特性,证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等优点,从而为电磁铁的仿真研究提供了一种性能可靠、使用方便的仿真模型。

关键词:电磁铁;瞬态;M a tl a b ;仿真中图分类号:T M 574 文献标识码:A 文章编号:100125531(2005)0620014204Si m u lation Ana lysis and Study on Transien tP roper ty of E lectro m agnetLI U Tong 2juan 1,2, JI N N e ng 2qiang1(1.I nstitute of E lectrica lEngineeri n g ,Ch i n ese A cade my of Sc ience ,Beiji n g 100080,China ;2.G raduate School of Ch i n ese A cade my of Sc ience ,Beiji n g 100039,China)Abstra ct :Accord i ng to cha racte ristics of e l ectro m agnet ,its m ath model was bu ilt ,and its para m eters were calculated based on m agnetic c ircuit m ethod .A general and s i m p l e si m ulati on m ode l of electro m agne t was gi ven based o n t he si m uli nk functio n ofM a tlab soft ware ,the transien t pro perties of t w o e l ectro m agnets w it h different con 2fi gurati on were co m pared and analyzed .The si m u l a ti on m o de lw it h f ea t ures of shortcut ,agility ,co nven ience ,visi 2b le was pro ved as a re li able and easym odel f or si m u l a ti on study of electro m agne t .K ey wor ds :electro m a gnet ;tr an sient ;M a tl a b ;si m u la ti on0 引言电磁铁是一种通电后对铁磁物质产生吸力,把电磁能转换为机械能的电器。

电磁先导阀动态特性仿真与分析

利用Ａｓｆ软件建立电磁铁仿真模型，据对称ｎｏｔ根
结构进行简化处理。电磁铁仿真简化模型见图２电，
１电磁铁仿真模型的建立与验证
１１电磁铁结构及原理．
驱动先导阀的电磁铁结构形式为螺管式，用载利流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成
最优化处理。
壳件
电磁铁的结构示意图见图１。
琦芒铗
线国
随着仿真技术的发展，电液压行业开始出现很机
多比较专业的仿真软件，并且凸显其优势。Ａｓｆ是ｎｏ有限元分析软件，为工程设计人员对电磁场分析必成不可少的重要工具。ＡＭＥｉＳｍ拥有丰富的机械、压液
磁铁，们之间产生电磁吸力，动中问的动铁芯进它驱
行直线运动。动铁芯经过一段空行程，带动先导阀芯
一
起运动，开先导阀口；打当线圈中的电流小于某一
电磁吸力小于弹簧的反作用力，铁作为电磁先导阀的电液转换执行器，动态特性直定值或中断供电时，其接影响电磁阀的动态特性。如何能更加合理简便地动铁芯在反作用力的作用下返回原来的释放位置。进行内部结构的设计，且还能达到预期的性能要并求，是设计人员最需要找到的方法。早期的电磁铁设计缺少理论分析，主要通过经验估计以及大量的试验来确定最终的设计方案，不仅耗费巨大，不能达到也

电磁铁的动态特性的仿真与分析

电磁铁的动态特性的仿真与分析电磁铁是一种通过电流在线圈中产生磁场以吸引物体的装置。

它在工业、科研、医疗等领域有广泛的应用。

为了更好地了解电磁铁的动态特性，我们可以使用仿真与分析的方法进行研究。

首先，我们可以使用电磁场有限元仿真软件，如COMSOLMultiphysics或ANSYS等，对电磁铁的动态特性进行仿真。

这些软件可以采用数值计算方法，求解电磁场的分布和力的变化，从而帮助我们理解电磁铁的工作原理和性能。

在仿真过程中，我们需要建立一个三维模型来代表电磁铁。

模型可以包括电磁铁的线圈、铁芯和工作空间等部分。

在模型中，我们可以定义线圈的电流和电压输入，以及材料的物理特性，如导电率、磁导率等。

通过设置适当的边界条件和初始条件，我们可以模拟电磁铁在不同工作状态下的响应。

通过仿真，我们可以研究电磁铁的一些重要特性，如磁场强度、磁通量密度、磁场分布、力的大小和方向等。

这些特性可以帮助我们评估电磁铁的性能，优化其设计，并预测其在不同工况下的工作情况。

然而，仿真只是理论上的预测，为了验证仿真结果的准确性，我们还需要进行实验。

在实验中，我们可以制作一个真实的电磁铁样品，并使用磁力计、电流表等仪器来测量其磁场和力的变化。

通过将实验结果与仿真结果进行对比，我们可以验证仿真模型的有效性，并进一步改进模型的准确性。

除了仿真和实验，我们还可以使用数学分析的方法来研究电磁铁的动态特性。

通过建立电磁铁的物理模型和基本原理的数学方程，我们可以通过解析方法求解磁场分布和力的变化。

这种方法可以为我们提供更深入的理解和洞察力，但通常需要较高的数学和物理背景知识。

总之，电磁铁的动态特性的仿真与分析是一个复杂且多方面的研究课题。

通过综合利用仿真、实验和数学分析等方法，我们可以更好地了解电磁铁的工作原理、优化其设计，并预测其在不同工况下的性能。

这些研究对于电磁铁的应用和改进具有重要意义。

磁力仿真分析实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过磁力仿真分析，探究电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素之间的关系，并验证理论分析的正确性。

二、实验原理电磁铁的磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素有关。

根据安培环路定律和法拉第电磁感应定律，电磁铁的磁感应强度B可以表示为：\[ B = \mu_0 \cdot \frac{N \cdot I}{l} \]其中，\(\mu_0\)为真空磁导率，N为线圈匝数，I为电流大小，l为线圈长度。

三、实验材料1. 仿真软件：COMSOL Multiphysics2. 电磁铁模型：铁芯、线圈、导线3. 电流源、电压源、电阻等元件4. 铁芯材料：软磁性材料、硬磁性材料四、实验步骤1. 建立电磁铁模型：使用COMSOL Multiphysics软件建立电磁铁模型，包括铁芯、线圈、导线等部分。

2. 设置边界条件：根据实验需求设置边界条件，如电流源、电压源、电阻等。

3. 材料属性：根据实验需求设置铁芯材料属性，包括磁导率、电阻率等。

4. 求解：使用COMSOL Multiphysics软件进行仿真求解，得到电磁铁的磁感应强度分布。

5. 结果分析：分析仿真结果，验证理论分析的正确性，并探究电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素之间的关系。

五、实验结果与分析1. 电流大小对磁力的影响：仿真结果表明，随着电流大小的增加，电磁铁的磁感应强度也随之增加。

这与理论分析相符，说明电流大小对电磁铁磁力有显著影响。

2. 线圈匝数对磁力的影响：仿真结果表明，随着线圈匝数的增加，电磁铁的磁感应强度也随之增加。

这与理论分析相符，说明线圈匝数对电磁铁磁力有显著影响。

3. 铁芯材料对磁力的影响：仿真结果表明，不同铁芯材料对电磁铁磁力有显著影响。

软磁性材料具有较高的磁导率，因此电磁铁磁力较大；而硬磁性材料磁导率较低，电磁铁磁力较小。

六、结论1. 电磁铁磁力大小与电流大小、线圈匝数、铁芯材料等因素有关。

电动喷枪电磁铁动态特性仿真与实验研究

第２卷第３９期２１６月０１年
轻工机糖
ＬｉｈｔｎｄｓｒｇＩｕｔｙＭａｈｎｅ．０１
［研究・设计］
ＤＩ０３６／．ｓ１０－９．１．．５Ｏ：．９ｊｓ．５８５２１３０１９ｉｎ０２０００
Ａｂｓｒｃ：ｅｗｏｋｎｒｏｍａｃｆｔｅｌｃｒｃｓｒｙｕｓｅａｅｉｅｔｏｈｅｄｎｍｉｈｒｃｅｓｉｓｏｅｔａｔＴｈｒｉｇｐｅｆｒｎｅｏｈｅｅｔｉｐａｇｎｉｒｌｔｄｄｒｃｌｔｔｙａｃｃａａｔｒｔｃｆｔｙｉｈ
ＳｍｕｌｔｏＡｎｌｓｓａｐｒｍｅａｔｄｎｔｅＤｙｍｉｉａｉｎａｙｉｎｄＥｘｅｉｎｔｌＳｕｙｏｈｎａｃＣｈｒｃｅｉｔｃｆｔｅｔｏａｎｔｏｅｔｉｐｒｙＧｕｎａａｔｒｓｉｓｏｈｅＥｌｃｒｍｇｅｆＥｌｃｒｃＳａ
ｃａｇｇｏｄｉ．ｈｍｌｉｓｌａｅｅｎｖｆｄ［ｈ８ｆ．１ｅ．ｈｎｉｎｉｎＴｅｓｕｔｎｒｕｓｖｂｅｅｉ．ｃ，ｉ１ｒ］ｎｃｔｏｉａｏｅｔｈｉｒｅｇｆ
Ｋｅｒ：ｏｌｒｗａｅ；ｅｅｔｏｇｅ；ｄｎｍｉｈａａｔｒｓｉｓ；ａｓｆ；ｈｇｓｅｄｐｔｇａｈｙｗｏｄｓｔｏｓｈａｄｒｌｃｒｍａｎｔｙａｃｃｒｃｅｉｔｃｎｏｔｉｈ—ｐｅｈｏｏｒｐｙ
ＦＮｉｉ，ＥＧＷｅ，ＨＮｉｏｆｎＹｅｇｚａｇＡＧＳ— ＰＮｉＺＡＧＱａ— ｇ，ＥＧｎ — ｎｄａｈ

比例电磁铁行程力特性仿真与实验研究

量磁位函数给出, 有以下形式
标量磁位 # 1: A = A 0
(2)
第二类边界条件为: 满足物理量 u 在边界 # 上
的法向导数
5 5
u n
=
f
2 (x , y )
对于平面稳定电磁场问题, 第二类边界条件用
标量磁位函数给出, 有以下形式
标量磁位 #
2:
5A 5n
=
-
Bn
Λ
(3)
式中 B n ——磁通密度矢量的法向分量
107
准的几何锥形盆口。对比直线形状, 采用内凹型和外凸型两种曲线构成盆口 (图 9)。采用内凹曲线, 衔铁的位移力特性最佳; 曲线外凸, 水平特性段尾部上翘, 电磁铁的水平力特性变差; 直线则介于两者之间 (图 10)。内凹曲线提供的导磁面积比较狭窄, 磁通绝大多数集中在曲线的前端, 即导套的底部, 此时磁通分量 5 2 较小, 轴向附加力 F 2 也相应较小; 曲线外凸时, 隔磁环处的导磁面积加大, 磁通更多向导套前端集中, 径向磁通分量 5 2 得到明显加强, 使得主气隙磁通 5 1 受到较大的削弱, 衔铁轴向推力相应出现下跌。因此, 内凹型隔磁曲线相对于直线型和外凹型隔磁曲线而言, 能够更好地补偿主工作气隙轴向力的幅值变化, 因而也就能够获得更好的行程力特性。
长时, 磁路通过衔铁、极靴、壳体即形成闭合; 可见因
衔铁长度变短而引入的后端非工作气隙导致整个磁
路磁阻变大, 引起磁力大幅度减小。衔铁作为电磁铁的重要组成部分, 是其唯一的
可动工作部件。减少长度降低质量可缩短其动作时
间, 但电磁铁的推力减小。过长的衔铁长度并不能增加轴向推力, 可以选取图 6 的B 点即曲线进入饱和的起始点作为衔铁的设计长度, 既有足够大的轴向

分合闸电磁铁的电磁场分布与仿真分析

分合闸电磁铁的电磁场分布与仿真分析分合闸电磁铁是电力系统中常见的电磁装置之一，用于控制电路的分合操作。

其工作原理基于电磁场的产生与变化，因此对其电磁场分布与仿真进行分析与研究，有助于优化设计和提高性能。

一、电磁场分布分析1. 感应电流分析分合闸电磁铁内部的线圈通电后，会激发出感应电流，该感应电流会对磁场分布产生影响。

通过分析感应电流的大小和分布，可以了解电磁铁内部磁场的分布情况。

2. 磁场分布分析分合闸电磁铁内部的磁场是其功能实现的关键。

分析磁场的强度分布、方向分布和形状等特征，可以评估电磁铁的性能，并找出可能存在的磁场非均匀性和漏磁问题。

二、电磁场仿真方法1. 有限元法有限元法是一种常用的电磁场仿真方法，通过将电磁铁划分为多个小单元，建立离散方程求解电磁场分布。

该方法可以较准确地模拟电磁铁的三维电磁场分布情况。

2. 边界元法边界元法是另一种常用的电磁场仿真方法，它将电磁铁的表面划分为多个边界单元，利用边界积分方程求解电磁场分布。

该方法适用于电磁场分布在界面附近发生明显变化的情况。

三、电磁场仿真分析工具1. COMSOL MultiphysicsCOMSOL Multiphysics是一种多物理场仿真软件，可以对电磁场、机械场、热场等多个物理场进行仿真分析。

通过该软件，可以建立分合闸电磁铁的三维模型，并进行电磁场的仿真分析。

2. ANSYS MaxwellANSYS Maxwell是一款电磁场仿真软件，具有强大的电磁分析功能。

它可以对分合闸电磁铁进行二维、三维电磁场仿真，帮助工程师优化设计、提升性能。

四、分合闸电磁铁的电磁场分布仿真实例为了更好地理解分合闸电磁铁的电磁场分布与仿真分析，下面以某型号电磁铁为例进行说明。

首先，使用COMSOL Multiphysics或ANSYS Maxwell等软件建立电磁铁的几何模型，并设置合适的边界条件和物理参数。

然后，根据实际情况施加适当的电流和电压输入。

通过仿真运行后，可以得到分合闸电磁铁内部的电磁场分布图，包括磁场强度、磁感应强度、磁场方向等信息。

分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化仿真验证

分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化仿真验证电磁铁是一种运用电流产生磁力的装置，广泛应用于各个领域，如工业自动控制、电力系统、汽车制造等。

其中，分合闸电磁铁是电力系统中常见的一种特殊电磁铁，用于控制开关的分合动作。

本文将重点讨论分合闸电磁铁的电磁设计与性能优化，并通过仿真验证其性能。

一、电磁设计在进行电磁设计时，需要综合考虑电磁铁的电磁力、电磁铁的尺寸和电磁铁的工作状态等因素。

首先，对于电磁力的设计，需要根据实际需求确定所需的电磁力大小。

这一步通常需要参考相关标准或者实际应用中的需求，确定所需的电磁力大小。

其次，电磁铁的尺寸设计是电磁设计的重要一环。

电磁铁的尺寸包括线圈的匝数、线圈的截面积、铁芯的材料和尺寸等。

线圈的匝数和截面积决定了线圈的阻抗，而铁芯的材料和尺寸决定了磁路的磁导率和磁阻。

通过合理地设计这些参数，可以提高电磁铁的工作效率和性能。

最后，在电磁设计过程中，需要考虑电磁铁的工作状态。

例如，电磁铁分合动作时的工作电压、工作频率，以及开关的分合速度等。

这些参数的选取将直接影响电磁铁的性能和稳定性。

二、性能优化在完成电磁设计后，可以通过优化电磁铁的结构和参数，进一步提高其性能。

首先，通过优化线圈的结构和导线材料，可以降低线圈的电阻和功率损耗，从而提高电磁铁的效率。

例如，采用低电阻率的材料、增加线圈的截面积等。

其次，通过优化铁芯结构和材料，可以提高磁路的磁导率和磁阻，进一步增强电磁铁的磁力输出。

例如，采用高饱和磁导率的材料、增加铁芯的截面积等。

最后，在优化设计中，还需要考虑电磁铁的热稳定性。

电磁铁在工作过程中会产生一定的热量，如果不能良好地散热，可能会导致电磁铁的温度升高，从而影响其性能和寿命。

因此，在设计过程中，需要合理设计散热结构，以保证电磁铁的热稳定性。

三、仿真验证为了验证电磁铁的设计和优化效果，可以利用电磁仿真软件进行仿真分析。

首先，根据电磁设计的参数和特点，建立电磁铁的数学模型。

通过模型计算，可以得到电磁铁在特定工作状态下的电磁力大小、磁场分布等信息。

电磁铁在冲击电流作用下的动态特性仿真计算

ＺＨＯＵＹｉｎｇｚｉ，ＸＵＷｅｎｌｉａｎｇ
（ＳｈａｎｇｈａｉＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｐｐａｒａｔｕｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００６３，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ；ｉｍｐｕｌｓｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
０引言
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔａｔｉｃｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＡｎｓｙｓｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｆｅｌｄ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄｐｒｏｇｒａｍｗａｓｃｏｍｐｉｌｅｄｂｙＡＰＤＬｌａｎｇｕａｇｅｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｍｏｖｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｗｈｏｌｅｍｏｖｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｎｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｂｙｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆ８／２０Ｉｘｓｉｍｐｕｌｓｅｃｕｒｒｅｎｔｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｃｈａｎｇｅｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｏｆ８／２０ｔｘｓｉｍｐｕｌｓｅｃｕｒｒｅｎｔｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｍｏｖｅｔｈｅｍａｇｎｅｔｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｖｅｒｉｉｆｅｓｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｒｅｓｕｌｔｓ．

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性仿真优化

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性仿真优化电磁铁作为电力系统中常见的控制设备之一，在分合闸操作中起着重要的作用。

为了保证分合闸过程的可靠性和稳定性，电磁铁的电磁激励和动态特性需要得到合适的仿真优化。

本文将分别就电磁铁的电磁激励和动态特性进行讨论和优化。

一、电磁激励仿真优化电磁铁的主要作用是通过磁场的产生来驱动机械部件进行运动。

为了保证电磁铁的电磁激励效果，需要对磁场的分布和强度进行仿真优化。

在电磁铁的设计过程中，可以通过有限元分析软件来模拟电磁场的分布情况。

首先，需要建立电磁铁的几何模型，并设置合适的边界条件和材料参数。

然后，利用有限元分析软件进行仿真计算，得到电磁场的分布和强度。

通过优化电磁铁的几何结构和设计参数，可以改善电磁场的分布情况，提高电磁激励效果。

例如，可以通过增加电磁铁的线圈匝数或者改变线圈的排列方式来增强磁场的强度。

同时，还可以选择合适的磁性材料，以提高磁场的稳定性和均匀性。

二、动态特性仿真优化除了电磁激励外，电磁铁的动态特性对于分合闸操作的可靠性同样重要。

在分合闸过程中，电磁铁需要迅速而准确地响应控制信号，并保持稳定的工作状态。

为了优化电磁铁的动态特性，可以通过仿真分析来研究电磁铁的响应时间、波形和稳定性等指标。

首先，需要建立电磁铁的数学模型，并设置合适的控制参数。

然后，利用仿真软件进行动态仿真计算，得到电磁铁的响应情况。

通过优化电磁铁的结构和控制参数，可以改善其动态特性，提高其分合闸的可靠性和稳定性。

例如，可以通过改变电磁铁的传热结构或者增加承载部件的刚度来减小响应时间。

同时，还可以优化控制策略，以实现更加精确的控制和稳定的工作状态。

综上所述，分合闸电磁铁的电磁激励和动态特性仿真优化对于提高其操作可靠性和稳定性具有重要意义。

通过合适的仿真分析和优化方法，可以得到最佳的电磁激励效果和动态特性，进而提升电力系统的运行效率和安全性。

在未来的研究中，还可以进一步探讨电磁铁的其他相关问题，以满足电力系统对于分合闸操作的更高要求。

点火线圈的动态电磁性能模拟和仿真分析

点火线圈的动态电磁性能模拟和仿真分析点火线圈是内燃机中的重要部件，其作用是产生足够高电压的电火花，引发气缸内的空气燃烧，从而推动发动机工作。

为了对点火线圈的动态电磁性能进行模拟和仿真分析，提高其设计质量和效率，本文将从点火线圈的基本原理出发，介绍动态电磁性能模拟的方法和仿真分析的步骤，并对结果进行评估和优化。

首先，点火线圈的基本原理是通过产生磁场变化来产生感应电动势，从而形成高压电火花。

点火线圈由一对线圈组成：初级线圈和次级线圈。

初级线圈接收12V 的电源电压，通电后产生磁场，次级线圈通过电磁感应将低电压升压为数千伏的高压。

点火线圈的工作频率通常为几千赫兹至数万赫兹。

为了对点火线圈的动态电磁性能进行模拟和仿真分析，我们可以利用电磁场有限元软件进行计算。

首先，需要确定仿真模型的几何结构和物理参数。

其中几何结构包括线圈的形状、大小和线圈之间的位置关系；物理参数包括线圈的电阻、电感和互感系数等。

其次，根据模型的几何结构和物理参数，利用有限元软件建立点火线圈的仿真模型。

在建模过程中，需要先导入线圈的几何结构，然后指定线圈的物理参数。

接下来，设置仿真模型的边界条件和材料属性，如导体的电导率和磁性材料的磁导率。

然后，进行仿真分析。

在仿真过程中，可以通过在仿真模型上施加外部电压来模拟点火线圈的工作状态。

通过求解电磁场方程，可以得到线圈内部的电压和电流分布情况。

同时，还可以分析线圈的磁场分布和电磁能量的传输过程。

最后，对仿真结果进行评估和优化。

通过对仿真结果的分析，可以评估点火线圈的动态电磁性能是否满足设计要求。

如果不满足，可以通过调整线圈的几何结构或物理参数来进行优化。

例如，可以改变线圈的匝数、导线截面积或磁性材料的种类等。

总之，点火线圈的动态电磁性能模拟和仿真分析是提高线圈设计质量和效率的重要手段。

通过应用电磁场有限元软件，可以对线圈的电磁场分布和电磁能量转换进行定量分析，为点火线圈的优化设计提供指导和支持。

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性试验分析

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性试验分析电磁分合闸电磁铁是电力系统中常见的一种电磁装置，用于控制电能的开关操作。

在实际使用中，了解其电磁激励与动态特性对于保证设备的稳定运行至关重要。

本文将对分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性进行试验分析。

1. 电磁分合闸电磁铁的工作原理电磁分合闸电磁铁的基本结构包括电磁激励系统、闭合机构和控制回路。

当电压施加在电磁绕组上时，电流通过绕组，产生电磁力使得铁芯的移动部件分合。

当电流停止流过绕组时，电磁力消失，铁芯又回到合位。

通过控制回路的开关信号，可以实现分合闸操作。

2. 电磁激励特性的试验分析为了了解电磁分合闸电磁铁的电磁激励特性，可以进行如下的试验分析。

首先，需要测量电磁绕组的电阻以及受电压时的电流-电压关系。

通过不同电压下的电流测量可以得到电阻值，并计算电阻率。

然后，可以通过改变电压的大小，观察电磁绕组的激磁力与电流的变化关系。

调整电压的大小，可以获得不同工作点下的电磁激励特性曲线。

3. 动态特性的试验分析除了电磁激励特性外，分合闸电磁铁的动态特性也需要进行试验分析。

首先，可以测量铁芯分合和合闸的时间，以了解其动作速度。

然后，通过改变外加负载，测试分合闸电磁铁在不同负载条件下的动作性能。

通过观察动作特性曲线，可以了解分合闸电磁铁的响应速度和稳定性。

4. 数据分析与结论通过对电磁分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性进行试验分析，可以得到大量的数据。

在数据分析方面，可以采用相关的统计方法对试验数据进行处理。

通过绘制曲线、计算参数等方式，可以得出一系列定量指标来评估电磁分合闸电磁铁的性能。

最后，在结论部分总结试验结果，指出分合闸电磁铁的优点和不足，并提出相应的改进意见。

综上所述，电磁分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性对于其稳定运行至关重要。

通过试验分析可以获得相关的性能指标，为电力系统的开关操作提供参考依据。

因此，在实际应用中，应该注重对电磁分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性进行系统的试验研究。

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性仿真测试

分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性仿真测试电磁铁是一种利用电磁感应原理工作的装置，广泛应用于电力系统中的开关控制。

其中，分合闸电磁铁被用于控制开关的分合动作。

本文将着重讨论分合闸电磁铁的电磁激励与动态特性的仿真测试。

一、电磁激励的原理与方法电磁铁的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场，从而吸引或释放铁芯。

对于分合闸电磁铁的电磁激励，可以采用如下的原理与方法进行仿真测试：1. 线圈的电流导致磁场的产生分合闸电磁铁通常由线圈和铁芯组成，线圈中的电流会产生磁场，进而吸引铁芯。

2. 电流与磁场的关系根据安培定律，通过线圈的电流越大，产生的磁场也越强。

因此，仿真测试中可以改变线圈的电流，以观察对磁场的影响。

3. 磁场对铁芯的吸引力磁场对铁芯的吸引力决定了分合闸电磁铁的分合动作。

通过调整线圈电流以改变磁场强度，可以测试吸引力的变化情况。

二、动态特性的仿真测试动态特性是指分合闸电磁铁在分合过程中的响应速度和稳定性。

为了测试电磁铁的动态特性，可以进行如下的仿真测试：1. 响应速度测试通过改变线圈电流的上升和下降时间，可以模拟电磁铁的响应速度。

通过观察铁芯分合动作的时间，可以评估电磁铁的响应速度。

2. 稳定性测试稳定性是指分合闸电磁铁在分合动作后的保持状态。

通过观察铁芯在动作后是否保持吸引或释放状态，并测试保持时间的长短，可以评估电磁铁的稳定性。

3. 过程仿真通过对分合闸电磁铁整个分合过程进行仿真，可以观察到电磁铁在不同电流下的吸引力变化，以及动作过程中的电流和磁场变化，进而分析电磁铁的动态特性。

三、仿真测试的应用与意义电磁铁的电磁激励与动态特性的仿真测试在实际应用中具有重要的意义：1. 优化设计通过仿真测试，可以评估不同参数对电磁铁动态特性的影响，帮助优化设计方案，提高电磁铁的工作效果。

2. 故障诊断与维护通过仿真测试，可以模拟电磁铁在不同工作状态下的响应情况，为故障诊断和维护提供依据。

3. 提高可靠性与安全性通过对电磁铁动态特性的仿真测试，可以评估电磁铁的稳定性和响应速度，从而提高系统的可靠性和安全性。

电磁学类仿真实验报告

电磁学类仿真实验报告电磁学类仿真实验报告实验目的：通过电磁学仿真实验，探究电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的关系。

实验仪器与器材：电源、导线、放大器、示波器、电磁铁、磁体、旋钮。

实验原理：根据电磁感应定律和法拉第电磁感应定律，当一个闭合线圈与磁通量发生变化时，线圈内会产生感应电动势。

而根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与线圈匝数、磁通量变化率成正比。

实验步骤：1. 将线圈和磁铁固定在实验台上，使线圈的平面与磁铁的轴线平行。

2. 将电源和示波器相连，调节电源的输出电压，使之处于合适的范围。

3. 分别调节磁体和旋钮的位置，使线圈内产生的感应电动势最大。

4. 记录示波器上显示的电压数值，并进行多次实验取平均值。

5. 改变磁体和旋钮的位置，重复实验步骤4。

实验结果与分析：根据实验数据，我们可以绘制出感应电动势和磁通量的关系图。

通过观察图表，可以看出感应电动势与磁通量之间呈线性关系。

根据法拉第电磁感应定律，我们可以得出感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，即感应电动势的绝对值越大，磁通量变化率越大。

实验结论：通过电磁学仿真实验，我们验证了电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的关系。

实验结果表明，感应电动势的大小与磁通量变化率成正比。

这为我们进一步研究电磁学提供了实验基础和理论依据。

实验总结：通过本次电磁学仿真实验，我深刻理解了电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的基本原理和应用方法。

同时，我也掌握了使用电磁学仪器和器材进行实验的操作技能。

这次实验不仅加深了我对电磁学的理解，还提高了我分析和解决问题的能力。

在以后的学习和科研中，我将充分发挥实验的作用，继续探究电磁学领域的知识和应用。

物理模拟与分析电磁感应现象的模拟与分析

物理模拟与分析电磁感应现象的模拟与分析电磁感应是电磁学中重要的现象之一，也是电磁学与物理学应用的基础之一。

通过物理模拟与分析，我们可以更好地理解电磁感应的原理和应用，为实际问题的解决提供更有力的支持。

本文将探讨物理模拟与分析电磁感应现象的方法和意义。

一、物理模拟的基础物理模拟是一种通过实验设备和工具，模拟真实物理过程的方法。

在研究电磁感应现象时，我们可以利用电磁感应实验装置进行物理模拟。

典型的电磁感应实验装置包括电磁铁、线圈、磁铁等。

首先，我们可以利用电磁铁进行模拟。

电磁铁由导线圈绕成，通电时产生磁场。

我们可以将一个铁钉放在电磁铁的中心，当通电时观察到铁钉被吸附在电磁铁上。

通过改变电流的大小和方向，我们可以观察到铁钉受到的吸附力的变化。

另外，利用线圈进行模拟也是常见的方法。

我们可以将一个直流电源和一个线圈连接起来，当电流通过线圈时，会在线圈周围产生磁场。

我们可以在线圈中放入一个磁铁，观察到磁铁受到的力的变化。

通过改变电流的大小和方向，我们可以探究磁场的特性以及磁铁受到力的变化规律。

二、物理模拟的实验案例为了更好地理解电磁感应现象的模拟与分析，我们可以通过具体的实验案例来展开讨论。

实验一：电磁感应产生的电压与磁通量变化的关系1. 实验装置：直流电源、线圈、磁铁、电压表。

2. 实验步骤：a) 将线圈的两端接入电压表。

b) 将磁铁迅速穿过线圈的中心，并观察电压表的读数。

c) 重复步骤b)，改变磁铁的速度和方向，观察电压表的变化。

实验二：法拉第电磁感应定律的验证1. 实验装置：直流电源、线圈、开关、电流表、电压表。

2. 实验步骤：a) 将电流表和电压表分别与线圈连接。

b) 打开开关，通电。

c) 关闭开关，记录电流表和电压表的读数。

d) 重复步骤b)和c)，改变通电时间、电流大小等条件，观察电压表和电流表的变化。

e) 分析实验结果，验证法拉第电磁感应定律。

三、分析电磁感应现象的意义通过物理模拟与分析电磁感应现象，我们可以更深入地理解电磁感应原理的本质。

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图1 电磁铁的磁路分布和等效磁路
- 1 图 1 中 R g0 、 R g1 ( x ) 、 R g2 ( x ) 为气隙磁阻 , H ;
x 为动铁的位移 ,m ; Rm0 、 Rm1 为铁心磁阻 , H
- 1
; F
为激磁线圈的磁动势 ,A , F = Ni ( N 为激磁线圈的
)。匝数 ; i 为线圈中的电流 ,A 。
2004 年电力学报 204 不再介绍。下面以图 1 为例介绍支路分层方法。 d1 逆序访问支路链表中的各个支路 , 按式 ( 1) 估计得支路首端功率 [ P (l k) , Q (l k) ] T 。
形成信息矩阵 G′ ′ P 和 G Q 并进行因子分解 ( 采用三角分解) 。初始化节点电压 , 其电压幅值取根节点电压量测值 ,支路首端功率的初值赋为零。
c1 由状态量、节点电压和量测量进行量测变换 ( 具体见文献 [ 1 ] ) 。
社 ,19851
[ 责任编辑 : 王琨]
( 上接第 201 页) 程应用该类电磁铁的工作人员参考。
电磁铁是利用电磁吸力做机械功从而将电能转换为机械能的电器。它广泛用于远距离操纵各类机械装置 , 开启或关闭各类气压和液压阀门等。此外 ,电磁铁也是很多电磁电器的基本组成部件 , 例如 : 继电器、接触器、电磁离合器等。分析描述电磁铁的动态特性是设计出高性能电磁铁的 1 个重要环节。分析电磁铁特性的文献有很多 ,大都采用求解磁场的方法 , 这些方法虽能达到很高的计算精度 ,但计算复杂、工作量大 ,在实际工程应用中存在很多困难。而磁路分析法简单易行、计算工作量很小 , 适于工程上采用。采用
u = iR + L ( x )
图4 直流电源作用下的位移波形和电流波形
动铁的机械运动方程为
d v ( x) ( 5) 。 dt 式中 : m 为动铁的质量 ,kg ; Fl 为弹簧合力 ,N 。
Fe - Fl = m
由式 ( 4) 和式 ( 5) 并考虑到位移 x 与速度 v 的关系 ,可以得到电磁铁的运行方程为 :
始端节点号
0 1 1 3 3
末端节点号
1 2 3 4 5
表明该算法收敛快速可靠 , 计算精度高 , 可满足实际需要。
5 结束语
本文按照面向对象技术实现了基于支路功率的状态估计算法 ,经测试证明 ,具有编程简单、收敛可靠、快速等特点 ,有很好的在线应用前景。参考文献 :
[1 ] 孙宏斌 ,张伯明 ,相年德 1 基于支路功率的配电状态估
2004 年第 19 卷第 3 期 Vol . 19 No. 3 2004 电力学报 ( 总第 68 期) JOURNAL OF ELECTRIC POWER ( Sum. 68)
文章编号 : 1005 - 6548 (2004) 03 - 0200 - 02
BAI Zhi2hong1 , ZHOU Yu2hu1
摘要: 在磁路分析法的基础上建立了电磁铁的
simulink 动态仿真模型 , 该模型对于该类电磁铁的
1 电磁铁的磁路分析
电磁铁的基本结构和磁路分布如图 1 所示。由于气隙较小 , 通常可用磁路分析法进行参数计算 [1 ] 。根据磁通路径可画出其等效磁路 ,见图 1 。
( 2)
图 2 给出了某电磁铁电感 L ( x ) 随动铁位移 x
基础上 ,对电磁铁的动态特性进行适当的仿真。
Ξ 收稿日期 : 2004 - 06 - 01 作者简介 : 白志红 (1980 - ) ,女 ,山西运城人 ,太原理工大学在读硕士 ,从事特种电机研究 ; 周玉虎 (1979 - ) ,男 ,山西运城人 ,太原理工大学在读硕士 ,从事特种电机研究。
设计制造和应用都具有重要的参考价值。关键词 : 电磁铁 ; 动态特性 ; 仿真中图分类号 : TM154. 1 文献标识码 : A
Abstract : In this paper , the electromagnetic dynamic simulation model for matlab/ simulink is obtained based on the equivalent magnetic circuit method results. The dynamic simulation model has very high referring value for designing electromagnetic actuators. Key Words : electromagnetic actuator ; daraetvistic ; simulation dynamic
电磁铁的动态特性的仿真与分析
白志红1 , 周玉虎1
( 11 太原理工大学电力与动力工程学院 ,山西太原 030024)
Ξ
Dynamic Simulation and Analysis of Electromagnetic Sctuator
( 11 Electrical and Power Engineering College Taiyuan University of Technology ,Taiyuan 030024 ,China)
参考文献 :
[1 ] 冯慈璋 ,马西奎 1 工程电磁场导论 [M] 1 北京 : 高等教育
出版社 ,20001 [2 ] 陈怀琛 1matlab 在电子信息课程中的应用 [M] 1 北京 : 电子工业出版社 ,20011
[ 责任编辑 : 王琨]
图3 电磁铁的动态特性仿真框图
图6 工频交流电源作用下的位移波形和电流波形
3 电磁铁的仿真计算
电磁铁的动态特性不仅与自身的参数有关 , 也与负载特性和电源的种类有关。图 4～图 6 为不同电源激励下的某电磁铁的动态工作过程。通过对
4 结束语
本文给出了用磁路分析法计算电磁铁的参数 , 用 MAT为设计制造和实际工 ( 下转第 204 页)
i = x =
1
L ( x)
t
∫u 0
e
t
iR - vi
dL ( x) dt dx
( 6)
vd t ∫ 1 (F v = m∫
0
t
0
- Fl ) d t
图5 工频交流电源经全波整流作用下的位移波形和电流波形
由式 ( 6 ) 可得出用 MAT LAB/ Simulink[2 ] 仿真电磁铁的动态特性的框图 ,如图 3 所示。
MAT LAB/ Simulink 仿真软件 , 可以在磁路分析法的
磁阻计算公式 : R i = l i / μiA i 。
( 1)
式中 : R i 为第 i 个磁阻 ,H - 1 ; l i 为第 i 个磁阻磁路的等效长度 ,m ; A i 为第 i 个磁阻磁路的截面积 ,m2 ; μi 为第 i 个磁阻磁路材料的磁导率 ,H/ m 。由图 1 等效磁路和式 ( 1) 即可算出磁路的总磁阻 R ( x ) ,继而求得电磁铁的电感 ( 不计磁饱和) 。 L ( x ) = N 2 / R ( x ) 。变化的计算结果。
表1 层 - 支路关联信息层号
1 2 3
4 算例测试
本文用 Visual C + + 实现了基于支路功率的状态估计算法。为测试软件的性能 , 利用 IEEE34 节点系统 [2 ] 。测试中 ,量测值采用潮流计算值加上量测误差生成 , 量测误差是均值为 0 的随机误差 , 量测权系数由程序自动取值为量测误差的方差的倒数 [3 ] 。为说明状态估计的效果 ,分别计算量测值与准确值之差、估计值与准确值之差 , 以量测值与准确值之差为例说明算法 , 设第 i 个量测值为 m i , 对应准确值为 ni , 则量测值与准确值之差定义为
e1 由 [ P l k) , Q l k) ] T ,从根节点出发 ,顺序访问
( (
图1 6 节点线路网络拓扑
层链表中的各个层 ( 即从第 1 层开始) ,通过回推计算得到每层中各支路末节点电压 V ( k) 。
f 1 顺序访问节点链表中的各个节点 , 计算得相
首先确定根节点 0 的位置 ,然后从根节点开始网络分层。根节点由出线开关 ( 断路器 ) 的状态决定 ,如果出线开关闭合 ,则其末节点就作为根节点 , 建立相应的节点对象添加进节点链表之后 , 建立第
第 3 期白志红等 : 电磁铁的动态特性的仿真与分析 201 电磁铁的动态特性分析 , 可以预示电磁铁往复振动的最高频率、工作行程等重要特性 , 对电磁铁的设计制造和实际应用具有一定的参考价值。
图2 电感 L ( x) 随位移 x 变化曲线
电磁力的计算公式为 : Fe =
1 2 dL ( x) i 。 2 dx ( 3)
可见电磁力是电流 i 和位移 x 的函数。
2 电磁铁的仿真模型的建立
设线圈 2 端的电压为 u ,则电磁铁电压方程为
di dL ( x) ( 4) + vi 。 dt dx 式中 : v 为动铁运动速度 ,m/ s ; R 为线圈电阻 ,Ω。
1 层类对象 ,加入层链表 ,以根节点 0 作为首端的支
邻 2 次迭代电压差模分量的最大值 max| ΔV i | , 如比收敛标准 ε小则退出 ,否则转 d1 继续迭代。
路称为第 1 层支路 ,分别建立支路对象加入第 1 层的支路链表 ,同时添加进支路各自的首末节点的支路链表中 , 支路的末节点类对象分别加入节点链表。从第 1 层支路的末节点引出的所有支路称为第 2 层支路 ,分别建立支路对象加入第 2 层的支路链表 ,其余同第 1 层情况 , 以此类推。分层后形成的层 - 支路 ,支路 - 节点关联信息如表 1 、 2 所示。