基于田口算法的电磁铁结构的优化设计

董润鹏; 庄劲武; 胡鑫凯

董润鹏,庄劲武,胡鑫凯.基于田口算法的电磁铁结构的优化设计[J].电测与仪表,2020,57(15):147-152.
DONG Runpeng,ZHUANG Jinwu,HU Xinkai.Designing an Electromagnet Using Taguchi Method and Dynamic Characteristic Analysis[J].Electrical Measurement & Instrumentation,2020,57(15):147-152.

基于田口算法的电磁铁结构的优化设计

Designing an Electromagnet Using Taguchi Method and Dynamic Characteristic Analysis

DOI：10.19753/j.issn1001-1390.2020.15.024

中文关键词: 断路器电磁铁等效磁路田口算法瞬态仿真

英文关键词:circuit breaker electromagnetic equivalent magnetic circuit method Taguchi method transient simulation.

基金项目:国家自然科学基金项目（ 51607184）

作者中文名	作者英文名	单位
董润鹏	DONG Runpeng	海军工程大学电气工程学院
庄劲武	ZHUANG Jinwu	海军工程大学电气工程学院
胡鑫凯	HU Xinkai	海军工程大学电气工程学院

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中文摘要:

电磁铁凭借其快速性和稳定性可作为真空断路器的合闸机构。由于电磁铁的结构参数较多,在过往设计研究中难以考虑各参数对电磁力影响的耦合关系,本文针对这一问题,提出了一种基于田口算法的电磁铁多结构优化方法。首先对电磁铁进行等效磁路分析,确定对电磁力影响较大的参数作为田口算法的控制因子；以不同位置的最大电磁力为优化目标,基于有限元分析和田口算法建立直角表,分析了各控制因子对电磁力的影响规律,考虑电磁铁的功率及体积限制,并对电磁铁的最终参数进行选择；将电磁场和运动方程耦合计算,开展了电磁机构的瞬态有限元分析,对比了电磁铁优化前后的运动特性；最后进行样机实验,实验与仿真结果表明,经过优化后的电磁铁所需的驱动电流更小,使用100mF电容预充72V电压时可在135ms完成6mm运动行程。该方法可指导电磁铁结构的优化。

英文摘要:

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