大功率直動式電磁機構(gòu)多目標優(yōu)化的研究.pdf

1、直動式電磁機構(gòu)是大功率接觸器結(jié)構(gòu)設計中的首選方案，其靜、動態(tài)特性的優(yōu)劣直接決定了產(chǎn)品的工作壽命及動作可靠性。本文主要針對大功率直動式電磁機構(gòu)閉合回跳以及分斷能力不足等問題，分析決定其相關(guān)性能的關(guān)鍵指標，進而對相關(guān)參數(shù)實現(xiàn)最優(yōu)化設計。同時，在大功率電磁機構(gòu)所具備節(jié)能模塊的基礎上，引入電壓調(diào)控策略，進而實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)的整機參數(shù)優(yōu)化設計及穩(wěn)健性設計。
　　首先，基于有限元仿真軟件FLUX建立直動式電磁機構(gòu)的靜態(tài)特性模型，得到較

2、為精準的靜態(tài)特性結(jié)果?；谒玫撵o態(tài)數(shù)據(jù)，采用4階 Runge-Kutta法離散處理動力學微分方程組，數(shù)值法求解電磁機構(gòu)的動力學模型，最后通過試驗對比驗證該方法求解動態(tài)特性的準確性，為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化設計奠定基礎。
　　其次，針對大功率直動式電磁機構(gòu)存在的閉合彈跳和分斷能力不足等問題，分析決定其相關(guān)性能的關(guān)鍵指標。基于多目標粒子群算法對關(guān)鍵指標實現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)化設計，選取反力彈簧和回跳彈簧的剛度與初始靜壓力為策略變量，觸頭吸合速度

3、、銜鐵分斷速度、吸合時間為優(yōu)化目標。
　　然后，基于大功率直動式電磁機構(gòu)所具備的節(jié)能模塊，提出并引入 PWM電壓控制策略，同時在Microchip公司開發(fā)的MPLAB平臺下以 PIC12F615單片機為控制核心通過 PICC語言編程實現(xiàn)相關(guān)電氣功能，進而通過分段 PWM輸出以調(diào)控電磁機構(gòu)的動態(tài)特性。在此基礎上，對包含電氣控制參數(shù)的整機參數(shù)進行多目標粒子群優(yōu)化設計。
　　最后，基于對電磁機構(gòu)整機參數(shù)的多目標粒子群優(yōu)化設計，確定