[发明专利]一种接触器触头系统带载多物理场耦合仿真优化设计系统

摘要

本发明涉及一种接触器触头系统带载多物理场耦合仿真优化设计系统，包括：电弧计算模块、电磁场‑动力学‑声学求解模块、电磁场‑温度场求解模块、分级设计模块、图形用户界面模块。本发明提供的一种接触器触头系统带载多物理场耦合仿真优化设计系统，提供了一种考虑触头系统带负载吸合过程、吸持阶段、分断过程的全过程三维虚拟样机仿真与优化设计系统，以解决目前业界在接触器仿真技术上触头系统带载存在的困难，以及接触器设计上多场耦合的问题。

主权项

1.一种接触器触头系统带载多物理场耦合仿真优化设计系统，其特征在于，包括：电弧计算模块，根据电弧轨迹数据库，基于电弧实验和电弧磁流体仿真数据，通过深度BP‑Adaboost神经元网络进行训练，建立不同燃弧环境下开关电弧的燃烧过程中耗散能量、燃弧时间与主回路电压轨迹、电流轨迹、触头运动轨迹之间的非线性关系，并将结果作为电弧等效模型的参数，构建开关电弧动态模型；电磁场‑动力学‑声学求解模块，基于电磁有限元、多体动力学和振动噪声的有限谱元法，通过基于电磁有限元软件建立的电磁场求解器和基于多体动力学软件建立的动力学求解器之间的实时数据交互接口，将接触器在吸合过程、吸持阶段和分断过程中的电磁场与接触器机构的运动过程、电磁场与接触器机构的机械振动在时域上进行耦合；对电磁机构进行柔性化处理，获取电磁机构吸持状态下的机械振动响应，建立动力学求解器和声学求解器之间的数据交换接口，对接触器吸持状态下振动噪声进行分析；电磁场‑温度场求解模块，基于电磁有限元和热传导，通过电磁场求解器获取所得的电阻损耗、涡流损耗和温度场求解器的热传导、热对流、热辐射方程之间的相互耦合，以及接触器在带负载吸持情况下电磁系统、线圈、触头系统、联动机构的温度场分布情况；分级设计模块，通过等效磁路和简化物理模型进行初步设计，并经多物理场耦合计算进行深度优化设计，输出设计方案；图形用户界面模块，提供电磁系统与触头系统的结构和材料库、电源类型、控制方案，用于用户选择。