基于Ansoft的交流电磁铁吸力特性研究.pdf

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1、2013年6月机床与液压June2013第4l卷第11期MACHINET0OL&HYDRAUUCSVo1．41No．11DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．021基于Ansofl的交流电磁铁吸力特性研究徐承韬，焦禹，蔡胜年，秦然，梁禹，庞宝麟(沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳110142)摘要：以吸入式交流电磁铁为研究对象，使用有限元分析软件Ansoft对交流电磁铁的电磁吸力特性进行仿真研究，深入分析分磁环对电磁吸力的影响、电磁铁平均吸力的变化趋势及影响因素以及电磁铁工作过程中各部分产生的涡流对电磁力的影响，并针

2、对仿真计算结果与实验结果进行对比分析。关键词：Ansoft有限元分析；交流电磁铁；电磁吸力；分磁环；涡流中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)11—080—3ResearchonSuctionPropertiesofACElectromagnetBasedonAnsoftXUChengtao，JIAOYu，CAIShengnian，QINRan，LIANGYu，PANGBaolin(CollegeofInformationEngineering，ShenyangUniversityofChemicalTechnol

3、ogy，ShenyangLiaoning110142，China)Abstract：FiniteelementanalysiscanbeusedasaneffectivetoolforstudyofACeleetromagnet．SuctionpropertiesofACelec—tromagnetwereinvestigatedbasedonAnsoftsoftware．Theinstantaneousarmatureforceandtimeaveragearmatureforcesatdiferentconditionsweresimulated．

4、TheefectofeddycurrentsintheshadingringandotherpartofACelectromagnetwasdiscussed．Thesim-ulationresultsofarmatureforcewerecomparedwithexperimentalvalues．Keywords：Ansoftfiniteelementanalysis；ACelectromagne；Armatureforce；Shadingring；Eddycurrents相对于直流电磁体的研究，交流电磁体特性研究为磁性体体积(m)。一直是难点问题

5、，传统上采用磁阻法对其进行分析，文中使用正版有限元分析软件Ansoft下的Max-但该种方法有着精确性等方面的局限。随着有限元分wellver12对一交流电磁铁的电磁吸力特性进行了仿析理论的成熟，有限元分析成为交流电磁体特性研究真研究，深入分析了分磁环(即短路环)对电磁力的有力工具。的影响、平均吸力的变化及电磁铁中涡流对电磁力的有限元分析软件Ansofl是基于物理原型的有限影响，在此基础上使用试验装置测试了该交流电磁铁元建模分析软件，在有限元网格自适应剖分技术上的实际吸力特性，将仿真结果与实验结果进行了对比的独创性使其具有较高的仿真精度，在电磁仿真方分

6、析。面能够提供比较准确的结果。Ansofl下的Maxwell是1模型的建立专用电磁场计算软件，其交流电磁力计算采用以下文中的研究对象为一线圈额定电压为220V的电公式：磁阀用吸人式交流电磁铁，考虑到该电磁铁结构的轴1rFDc=÷lReIl，×B‘IdV(1)对称性，这里使用Maxwell2D对其进行建模，其模厶J1型为轴对称模型，如图1所示。FAc=÷IeI．，×BIdV(2)厶J电磁铁模型结构包括如下部分：可动铁芯、固定FINsT=FDc+FAc(3)铁芯、分磁环、环形铁芯、外壳、线圈、气隙和外围式中：，。为平均电磁力(N)；空气层，每部分的几何尺寸

7、均与实物的实际几何尺寸Fc为AC电磁力(N)；相对应，模型中对非轴对称形零件在磁阻相等的条件F。为瞬时电磁力(N)；下进行了形状等效变换，每部分都被赋予与实物相．，为磁感应强度(A／m)；同的材料属性，具体包括磁导率、电导率、矫顽力等B为磁感应强度(T)；属性，并合理设置模型的边界条件。收稿日期：2012—05—06基金项目：沈阳化工大学博士启动基金项目(200817)；辽宁省教育厅重点实验室资助项目(2008S178)作者简介：徐承韬(1977一)，男，硕士，讲师，研究方向为电力电子与电气传动及电磁技术应用。E—mail：xctsng@126．COr

8、n。·82·机床与液压第41卷动、静铁芯即将闭合、气隙较小时平均吸力才陡然论有无分磁环，其他部