高壓直流繼電器電磁系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

蘇偉龍， 許志紅

(福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院， 福建省新能源發(fā)電與電能變換重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福建 福州 350108)

0 引言

高壓直流繼電器是新能源產(chǎn)業(yè)中的重要控制元件， 對(duì)新能源汽車、 充電樁等運(yùn)行過程的穩(wěn)定性起著重要作用. 我國在研究高壓直流繼電器的進(jìn)程中理論方面不夠深入， 雖然相關(guān)制造開關(guān)電器的廠家以仿制的形式得到了部分產(chǎn)品， 但是， 未將理論技術(shù)融于產(chǎn)品開發(fā)中， 缺乏理論指導(dǎo)， 國內(nèi)產(chǎn)品的性能和可靠性指標(biāo)與國外相比均有一定差距. 電磁系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題依舊是我國高壓直流繼電器技術(shù)發(fā)展的重大問題[1].

文獻(xiàn)[2-3]通過等效磁路法分析了接觸器電磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性. 文獻(xiàn)[4]針對(duì)繼電器吸持力一致性較差的問題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)， 提高產(chǎn)品的抗干擾能力. 文獻(xiàn)[5-6]采用穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方法， 在保證產(chǎn)品性能滿足要求的前提下， 對(duì)電磁系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)， 提高產(chǎn)品性能的一致性. 文獻(xiàn)[7-8]將磁場和磁路各自的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合， 提高了求解過程中的精度和速度. 文獻(xiàn)[9]提出一種基于修正系數(shù)法的電磁繼電器動(dòng)態(tài)特性快速算法， 并通過遺傳算法對(duì)電磁系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì). 文獻(xiàn)[10-16]建立有限元電磁系統(tǒng)三維動(dòng)態(tài)計(jì)算模型， 分析電磁吸力、 動(dòng)鐵心位移等動(dòng)態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律.

以上研究未從導(dǎo)磁材料的磁飽和情況對(duì)電磁系統(tǒng)的磁回路進(jìn)行優(yōu)化分析， 而繼電器在工作過程中若鐵心過磁飽和， 將導(dǎo)致電磁吸力減小并造成鐵心發(fā)熱嚴(yán)……