[发明专利]直动式电磁接触器动触头冲击能量下限设计方法

说明书

本发明公开了一种直动式电磁接触器动触头冲击能量下限设计方法，所述方法在接触器吸反力设计前期阶段给出了冲击能量下限，即实现无弹跳设计的最小吸反力差值，使得设计过程在给定吸力曲线的情况下可以迅速匹配反力曲线，大大减少了设计中后期阶段的计算量。相比于传统吸反力曲线反复计算配合达到设计目标的方法，有效提升了设计效率。使得接触器吸反力设计前期阶段给出了准确的接触器回跳下限阈值，吸反力匹配效果突出，减少了设计方案可能出现的吸合电压大或释放电压小问题，实现了更好的设计效果。直接针对回跳问题，在设计阶段即专注于寿命问题解决的核心，冲击能量下限设计方法直击问题关键点，针对性更强。

技术领域

本发明属于接触器技术领域，涉及一种用于直动式电磁接触器冲击能量下限的设计方法。

背景技术

直动式电磁接触器在工业控制系统中有着广泛的应用，为了保证控制电路的长期、可靠运行，抑制或减少直动式电磁接触器回跳十分重要。传统抑制或减少回跳的仿真方法，是在接触器吸反力设计初期，通过吸反力曲线反复计算配合达到抑制或减少接触器回跳的目的，这种方法需要反反复复的调整仿真模型，耗时较长，设计阈值不明确；而传统抑制或减少回跳的装配方法，是调整接触器样机的吸反力匹，这种方法要求设计人员对接触器本体有足够的了解，同时又具有装配经验，调整人员的要求高，设计成本高；两种传统方法的不足之处在于：由于匹配设计过程中设计阈值不明确，设计结果中会出现理论匹配而实际吸合电压大等问题，且存在相对设计周期较长、计算资源成本较高的问题。

发明内容

为了提高设计效率，减少设计成本，本发明提供了一种直动式电磁接触器动触头冲击能量下限设计方法，预先得到吸合冲击能量和回跳时间、回跳次数的关系，计算接触器回跳为零时的冲击能量下限值。本发明在接触器吸反力设计前期阶段，给出了冲击能量下限，即实现无弹跳设计的最小吸反力差值，减少了因吸反力匹配不佳造成的吸合电压大或释放电压小的问题，从而提升设计效率、降低设计成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种直动式电磁接触器动触头冲击能量下限设计方法，包括如下步骤：

步骤S1：实测直动式接触器所有零件全部尺寸，并绘制CAD模型；

步骤S2：根据实测绘制的CAD模型，转换成静态电磁有限元仿真模型，得到电磁吸力仿真结果；

步骤S3：直动式接触器测绘零件装配的电磁系统，测试额定电压、吸合电压、释放电压下三条电磁吸力曲线；

步骤S4：利用测试的电磁吸力曲线，修正静态电磁有限元仿真模型，确保仿真结果的正确性，得到可用来准确计算电磁吸力的静态有限元仿真模型；

步骤S5：利用多体动力学仿真软件，建立反力系统的多体动力学仿真模型；

步骤S6：利用实测的复原弹簧刚度、超程弹簧刚度及辅助触点刚度，修正反力系统的多体动力学仿真模型，得到可准确计算回跳时间、回跳次数的修正后的多体动力学仿真模型；

步骤S7：根据步骤S4中得到的静态有限元仿真模型，仿真计算电磁吸力曲线(即图1中A处)，根据步骤S6中得到的多体动力学仿真模型(即图1中B处)，仿真计算反力曲线，进行吸反力配合，计算吸合冲击能量，所述吸合冲击能量为吸合电压曲线与反力曲线，从衔铁动作开始，到触头吸合位置合围的面积；

步骤S8：根据步骤S4中得到的静态有限元仿真模型，修改静态有限元仿真模型，得到多种电磁吸力曲线，根据步骤S6中得到的多体动力学仿真模型，修改复原弹簧刚度、超程弹簧刚度及辅助触点刚度，得到多种反力曲线，吸反力配合，得到不同的冲击能量，对多体动力学仿真模型给定不同的吸合冲击能量，仿真得到吸合冲击能量与回跳时间、回跳次数的关系；

步骤S9：分析吸合冲击能量和回跳时间、回跳次数的关系，得到回跳为零时冲击能量的下限值。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：