双线圈结构航空接触器吸合特性的仿真分析

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.01.007

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (1): 39-44.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.01.007

双线圈结构航空接触器吸合特性的仿真分析

周宇, 张超, 任万滨

哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 黑龙江哈尔滨 150001

收稿日期:2024-08-31 出版日期:2025-01-30 发布日期:2025-03-17
作者简介:周宇(2000—),女,硕士研究生,研究方向为电接触理论与应用。|张超(1993—),男,助理研究员,研究方向为电接触理论和应用。|任万滨(1977—),男,教授,研究方向为电接触理论和触点材料技术。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52407166);国家自然科学基金项目(52377140)

Simulation on Pick-Up Characteristics of Contactors with Double Coil Structure Used in Aviation

ZHOU Yu, ZHANG Chao, REN Wanbin

School of Electrical Engineering and Automation,Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Received:2024-08-31 Online:2025-01-30 Published:2025-03-17

摘要/Abstract

摘要：

双线圈结构航空接触器的吸合过程是影响其响应时间和寿命的关键。基于COMSOL Multiphysics有限元软件,提出双线圈结构航空接触器吸合过程的仿真分析方法,实现线圈电流、动铁心和动触桥位移、电磁吸力和弹簧反力等参数随时间变化过程的计算。通过比对实测的线圈电流波形证明所提方法的可行性。

关键词: 接触器, 动态特性, 吸合时间, 双线圈结构

Abstract:

The pick-up process of contactors with double coil structure used in aviation is crucial for their response time and lifespan.A simulation analysis method for the pick-up process of contactors with double coil structure used in aviation is proposed based on COMSOL Multiphysics finite element software.This method enables the calculation of parameters such as coil current,electromagnetic force,contact displacement,and core displacement over time.The feasibility of the proposedmethod is demonstrated by comparing the measured coil current waveforms.

Key words: contactor, dynamic characteristics, pick-up time, double coil structure

中图分类号:

TM572

周宇, 张超, 任万滨. 双线圈结构航空接触器吸合特性的仿真分析[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(1): 39-44.

ZHOU Yu, ZHANG Chao, REN Wanbin. Simulation on Pick-Up Characteristics of Contactors with Double Coil Structure Used in Aviation[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(1): 39-44.

图/表 18

表1

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参考文献 12

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参数	数值或类型
触头形式	1组常开
线圈额定电压/VDC	36
主触头额定负载电压/V	48
主触头额定负载电流/A	200
吸合时间/ms	30
释放时间/ms	30
电寿命/次	10 000

项目	材料	相对磁导率	相对介电常数	电导率/(S·m^-1)	密度/(kg·m^-3)	杨氏模量/Pa	泊松比
空气域	—	1	1	0	—	—	—
铁心	电工纯铁DT4	参考图3	1	1.100×10⁷	7 840	2.04×10¹¹	0.39
动触桥	铜	1	1	5.998×10⁷	8 960	1.10×10¹¹	0.35

项目	弹簧常数/ (N·m^-1)	阻尼系数/ (N·s·m^-1)	自由长度/mm	初始压缩量/mm
弹簧阻尼器1	800	5.5	0.94	0.15
弹簧阻尼器2	270	5.5	21.00	2.74

项目	线径/mm	电阻/Ω	匝数/匝
线圈域1	0.25	14.7	640
线圈域2	0.10	544.0	4 400

时间/ms	阻值/Ω	时间/ms	阻值/Ω
0~22.0	0	26.0~26.5	1.71
22.0~24.0	0.57	26.5~27.0	2.28
24.0~25.0	0.76	27.0~33.0	2.41
25.0~26.0	1.14	33.0~50.0	0

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Simulation on Pick-Up Characteristics of Contactors with Double Coil Structure Used in Aviation

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阶段	R	L	v
阶段Ⅰ	R₁	L₁	v(t)
阶段Ⅱ	R₁+R₂(t)	L₁+L₂	0
阶段Ⅲ	R₁+R₂	0	0

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