高压直流继电器电磁系统的优化设计

苏伟龙， 许志红

(福州大学电气工程与自动化学院， 福建省新能源发电与电能变换重点实验室, 福建 福州 350108)

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高压直流继电器是新能源产业中的重要控制元件， 对新能源汽车、 充电桩等运行过程的稳定性起着重要作用. 我国在研究高压直流继电器的进程中理论方面不够深入， 虽然相关制造开关电器的厂家以仿制的形式得到了部分产品， 但是， 未将理论技术融于产品开发中， 缺乏理论指导， 国内产品的性能和可靠性指标与国外相比均有一定差距. 电磁系统的优化设计问题依旧是我国高压直流继电器技术发展的重大问题[1].

文献[2-3]通过等效磁路法分析了接触器电磁系统动态特性. 文献[4]针对继电器吸持力一致性较差的问题进行优化设计， 提高产品的抗干扰能力. 文献[5-6]采用稳健性设计方法， 在保证产品性能满足要求的前提下， 对电磁系统进行优化设计， 提高产品性能的一致性. 文献[7-8]将磁场和磁路各自的优点相结合， 提高了求解过程中的精度和速度. 文献[9]提出一种基于修正系数法的电磁继电器动态特性快速算法， 并通过遗传算法对电磁系统进行优化设计. 文献[10-16]建立有限元电磁系统三维动态计算模型， 分析电磁吸力、 动铁心位移等动态参数的变化规律.

以上研究未从导磁材料的磁饱和情况对电磁系统的磁回路进行优化分析， 而继电器在工作过程中若铁心过磁饱和， 将导致电磁吸力减小并造成铁心发热严……