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基于有限元的汽车起动机电磁开关建模及其特性研究
| 论文题名： | 基于有限元的汽车起动机电磁开关建模及其特性研究 |
| 关键词： | 汽车起动系统;电磁开关;仿真建模;有限元法;静态特性;动态特性 |
| 摘要： | 电磁开关作为汽车起动系统的关键部件，其性能优劣对整车的可靠性有直接影响。目前在电磁开关产品开发方面，国内还缺乏完全自主的设计能力，各个参数对产品性能的影响规律没有完全掌握，依靠以往的设计经验较多，因而产品设计周期较长。本文借助计算机辅助技术对电磁开关进行建模仿真，重点研究电磁开关的静态特性和动态特性，从而为工程设计提供理论参考。 首先，论文介绍了电磁开关的典型结构及工作原理，并分析了电磁吸力特性与弹簧反力特性。列举了三种常用的电磁力计算方法，并总结了各种方法的特点。针对普通磁路分析法计算精度不高的问题，采用了一种改进磁路分析法，进行了产品实例分析，并对算法的改进效果进行了验证。其次，论文展示了利用Ansoft软件对公司现有电磁开关产品进行有限元建模的流程，并对建模过程需要注意的问题进行了详细介绍。考虑到设计中容易出现磁饱和和磁浪费的情况，对电磁开关的磁场分布情况进行了简要分析，给出了平均磁密的计算方法。然后，论文分别采用基于Ansoft的有限元法和基于simulink的改进磁路分析法对电磁开关的静态特性进行了仿真与实验，总结了有限元法和磁路分析法的优缺点，工程设计中可以视实际情况择优选择。最后，论文还从电磁开关的数学模型入手，分析了它的动态过程，并对响应时间进行了理论计算。分别在Ansoft和MATLAB/simulink软件环境下，对电磁开关的动态特性进行了仿真，得到了实验验证，并研究了关键参数对电磁开关动态特性的影响规律。论文结尾对电磁开关带载工况的动态特性进行了简要分析，将仿真曲线与实验波形进行了对比，验证了方法的有效性。 |
| 作者： | 钟恩松 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 庄圣贤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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