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纳米双相复合永磁接触器的研制

作　者: 李月
导　师: 蔡志远；马少华
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 永磁接触器 380A 纳米双相复合永磁材料 ANSOFT
分类号: TM572
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
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内容摘要

传统的电磁接触器需要线圈持续通电来维持电路闭合状态,长期的通电不仅会使线圈温度升高,有时可能造成线圈的烧毁。另外,当电网电压降低,还会使触头弹跳,产生噪音。随着永磁机构和永磁材料的出现,永磁接触器应运而生。永磁接触器的优点很多,如高节能、高可靠、免维护、寿命长、不受电网波动干扰、几无温升、无震颤、无噪声、抗干扰强。本文基于永磁接触器的诸多优点,提出了一种新型的永磁接触器,即纳米双相复合永磁材料接触器。纳米双相复合永磁合金是一种新型永磁合金,这类合金结合了硬磁相高的磁晶各向异性和软磁相高的饱和磁化强度的优点,通过纳米尺度下两相间的磁交换耦合作用获得高的综合磁性能。它兼有软磁与硬磁材料的双重特性,既有软磁材料的高的饱和磁化强度,又有硬磁材料的高的矫顽力。其磁化特性曲线几乎可逆,它充磁、去磁性能好。并且有潜在的最大磁能积,能够实现闭合时的永磁保持。分析材料的特性可知此材料适合做永磁接触器。本文首先根据经验公式计算出永磁接触器永磁机构的尺寸,并利用ANSOFT有限元分析软件进行静态场分析,计算得到静态吸力与反力的合理配合,再进行动态特性分析。通过纳米双相复合永磁接触器与钕铁硼永磁接触器的仿真结果对比,可以得到纳米双相复合永磁接触器在关合过程中线圈的启动电流更小。它不仅能实现传统永磁接触器的全部功能,而且此新型永磁接触器的励磁电流更小,降低了对永磁接触器电源的要求,使其更易于操控。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 永磁接触器发展情况及趋势  10-12
  1.3 纳米永磁材料的现状及发展趋势  12
  1.4 电磁场有限元分析软件的发展情况  12-13
  1.5 本课题研究的主要内容  13-15
第二章磁性材料的介绍  15-19
  2.1 引言  15
  2.2 软磁材料简介  15-16
    2.2.1 软磁材料及其发展  15-16
    2.2.2 软磁材料的特性  16
    2.2.3 软磁材料的用途  16
  2.3 永磁材料简介  16-17
    2.3.1 永磁材料及其发展  16-17
    2.3.2 永磁材料的特性  17
    2.3.3 永磁材料的用途  17
  2.4 纳米双相复合永磁材料介绍  17-18
  2.5 小结  18-19
第三章接触器电磁系统的设计  19-37
  3.1 引言  19
  3.2 接触器电磁机构的设计  19-27
    3.2.1 反力特性的确定  21-23
    3.2.2 电磁系统尺寸的确定  23-27
  3.3 电磁系统静态吸力特性的确定  27-35
    3.3.1 电磁系统的工作原理  27-28
    3.3.2 Maxwell 3D静态场分析理论  28-29
    3.3.3 利用ANSOFT软件分析计算  29-35
  3.4 小结  35-37
第四章永磁接触器的设计  37-45
  4.1 引言  37
  4.2 永磁接触器的结构与工作原理  37-44
    4.2.1 永磁接触器的结构  37-38
    4.2.2 永磁接触器的工作原理  38
    4.2.3 永磁接触器的静态特性分析  38-44
  4.3 小结  44-45
第五章纳米双相复合永磁接触器动态特性仿真分析  45-64
  5.1 引言  45
  5.2 电磁系统动态过程的理论分析  45-46
  5.3 永磁系统吸合过程动态仿真的实现  46-57
  5.4 吸合过程仿真结果分析  57-58
  5.5 永磁接触器断开过程的动态特性分析  58-59
  5.6 纳米双相复合永磁材料在大型永磁机构当中的应用  59-62
  5.7 小结  62-64
第六章结论  64-65
参考文献  65-68
在学研究成果  68-69
致谢  69

纳米双相复合永磁接触器的研制

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