基于有限元的汽车起动机电磁开关建模及其特性研究

发布时间：2017-12-06 07:08

  本文关键词：基于有限元的汽车起动机电磁开关建模及其特性研究

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【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。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.142

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