碩士研究生吳紀昌作《繼電器溫度和振動條件下仿真技術研究》學術報告

                            2021-04-28 10:26 146

                            一、報告人簡介:blob.png

                            ? ? ? ?紀昌,電氣學院電器與電子可靠性研究所2020級碩士生,導師為楊文英副教授,研究方向為多物理場耦合仿真。


                            二、報告內容簡介:

                            ? ? ? ?1.參會人員:楊文英老師、梅發斌、孟繁淞、邱子瀾、潘宇航、董淼鑫、賈軒、王浩南、楊赟。

                            ? ? ? ?2.會議主要內容:提出考慮熱應力的繼電器沖擊、隨機及正弦振動仿真模型建立方法。


                            三、討論內容:

                            ? ? ? ?會議討論了繼電器沖擊及正弦振動實驗結果分析、繼電器沖擊力學模型、諧響應分析模型、溫升模型及溫度-振動模型建立方法。

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                            考慮環境溫度的振動模型建立過程

                            ? ? ? 楊文英老師提出了模型的準確度調試過程,如材料屬性的測試等應該在匯報中著重講解;隨機振動試驗的限制條件應在結果列表中闡明,避免引起歧義;與溫度相關的邊界條件與材料屬性變化要形成清晰的函數關系。

                            ? ? ? 梅發斌博士提出在實驗結果得到的失效條件下,只是部分繼電器失效,存在概率分布的問題,應該考慮如何將實驗結果與仿真模型對應上。

                            ? ? ? 邱子瀾提出熱力學模型、耐力學模型和電磁模型在耦合模型中的關系闡述不夠清晰,應著重闡明相關模型的耦合方式。

                            ? ? ? 王浩南提出隨機振動仿真模型的輸出結果應闡明物理含義。


                            四、需要完善、改進的地方:

                            ? ? ? 1.溫升模型的準確度需要提高。

                            ? ? ? 2.相關材料屬性設置需要改善。?


                            五、會議現場:

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                            六、國內外相關技術前沿:

                            ? ? ? ?1.陳英華等人又在前人研究的基礎上,針對密封電磁繼電器結構復雜、零件多樣且不規則的特點,采用有限元方法對繼電器整機結構進行了模態分析和諧響應分析,確定了激振位移傳遞路徑??紤]到極限振動環境對繼電器結構和性能造成的影響。Wattiaux等人則提出了一種將可動部件的動力學行為模擬為懸臂梁在其末端受到彈性力作用的方法,用以預測繼電器在發生接觸損耗前所能承受的最大振動水平,并通過試驗驗證了數值預測的正確性。焦玉斌等人又進一步通過試驗方法測試了繼電器的振動極限加速度,并以此為閾值得出振動條件下繼電器電參數和時間參數的變化規律。Hoble等人還采用試驗方法研究了外部低頻振動對電器常閉觸點接觸電阻的影響規律,發現敏感方向的外部振動會引起接觸電阻的明顯增大和接觸溫升的上升。

                            ? ? ? ?2. Wilson等人采用熱路法和磁路法相結合實現了電磁-熱耦合仿真,獲得了軟磁材料隨溫度變化對動態特性的影響規律,但忽略了溫度對線圈電阻的影響。Park等人在電磁制動器的優化設計中考慮了熱場與磁場的耦合作用,從而使計算結果更貼近實際。Hwang等人針對含有繼電器和母線排的復雜接線盒內部的電熱耦合問題,提出了一種考慮焦耳熱效應的耦合電熱問題的有限元計算方法。Volm等人則采用有限元法計算了低溫小負載電流下繼電器的熱效率,并通過仿真分析繼電器內部的傳熱機制以改善其在凍結溫度的接觸性能。蘇秀蘋等人采用有限元方法建立了小型直流電磁繼電器熱電耦合分析模型,通過采用等效小圓柱的方法解決接觸電阻的發熱問題,并考慮導熱系數及對流傳熱系數隨溫度的變化,研究了帶殼和不帶殼時不同線圈電壓下的穩態熱場分布。李震彪等人采用數值方法研究了繼電器在通斷過程中的內部暫態溫度場的分布,計算了內部元件輻射與對流系數,并仿真了繼電器工作100個周期時的內部溫升變化規律及對流和輻射對內部溫升的影響強度。梁盼望等人提出了一種新的填充層法計算模型,通過修改填充層材料參數實現一個網格剖分模型模擬觸點分斷和閉合兩種狀態。并在此模型基礎上,給出了繼電器反復短時工作條件下瞬態溫度場的分布規律和影響因素和優化方法。

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