基于非线性电感的混合电磁铁磁力计算方法

作     者：申璐 张立伟 修三木 张孟磊 杨长青 吕尚阳 SHEN Lu;ZHANG Liwei;XIU Sanmu;ZHANG Menglei;YANG Changqing;LYV Shangyang

作者机构：北京交通大学电气工程学院北京100044 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2024年第59卷第4期

页      面：786-794页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(2022YJS153) 

主　　题：混合电磁铁 非线性电感 能量平衡法 有限元法 磁力计算 

摘      要：为提高混合电磁铁磁力计算的准确性和效率,综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势,提出一种基于非线性电感的混合电磁铁磁力计算方法.首先,分析混合电磁铁电感与电流的关系,建立考虑磁饱和的非线性电感模型;然后,采用等效面电流法,将2种典型的混合电磁铁结构(结构a、结构b)等效为多电磁线圈的纯电磁铁结构,进而利用能量平衡法推导出通用于串联磁路型混合电磁铁磁力表达式,其中非线性电感的参数变量由有限元仿真法拟合得到.研究结果表明:结构a和结构b利用本文所述方法得到的电磁力计算结果与传统有限元仿真结果的平均偏差为2.54%和2.37%,结构a与实验测量的平均偏差为2.63%,且与传统有限元法相比,计算效率极大提升,即本文所述方法通过较少任务的有限元仿真得到远高于现有解析公式准确性的电磁力计算结果.