[发明专利]一种基于有限元分析的低压电器电磁系统实时温升测量方法

摘要

本发明涉及一种基于有限元分析的低压电器的电磁系统实时温升测量方法，包括以下步骤：利用有限元仿真分析软件得到电磁系统的温度场分布图，并计算得到不同控制电压下，线圈内部最高温度和线圈表面温度的稳态平均值；通过与给定控制电压试验中测得的线圈表面温度的稳态值对比，验证模型的正确性；建立不同控制电压下低压电器电磁系统线圈内部最高温度和线圈表面温度的数学模型，找出对应关系；测量一台低压电器产品的电磁系统的控制电压，并测量电磁系统的线圈表面温度，调取该控制电压下的线圈内部最高温度和线圈表面温度的对应关系，计算出线圈内部的最高温度。本发明能够获得电磁系统线圈的最高温升，直接对产品的运行状态进行判定，突破了现有测量方法只能测表面温度和平均温度的局限。

主权项

一种基于有限元分析的低压电器的电磁系统实时温升测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用有限元仿真分析软件ANSYS建立低压电器电磁系统三维热场模型，即选择模型的单元类型和定义模型的材料属性；建立电磁系统几何模型；选择分网精度，划分网格；计算线圈生热及电磁铁的涡流损耗、磁滞损耗生热，分析热交换的条件；设置边界条件，施加热载荷；设定求解的类型并进行稳态热力学仿真分析；计算不同控制电压下，输出电磁系统的温度场分布图，线圈内部最高温度、线圈表面温度的稳态值和随时间变化的曲线；步骤二：对仿真得到的线圈内部所有节点温度和线圈表面所有节点温度进行数据处理，得到不同控制电压下，线圈内部最高温度和线圈表面温度的稳态平均值；步骤三：通过与给定控制电压试验中测得的线圈表面温度的稳态值对比，验证模型的正确性；步骤四：通过曲线拟合，建立不同控制电压下低压电器电磁系统线圈内部最高温度和线圈表面温度的数学模型，找出对应关系；步骤五：测量一台低压电器产品的电磁系统的控制电压，并测量电磁系统的线圈表面温度，调取该控制电压下的线圈内部最高温度和线圈表面温度的对应关系，计算出线圈内部的最高温度；步骤六：根据低压电器产品线圈材料允许温升值和给定判据，对低压电器产品进行评估，判断是否正常运行，能否继续使用。