(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111405085.8 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 哈尔滨宇高电子技 术有限公司 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街161号汇创科技孵化器 518室 (72)发明人 李卓燃　贾冰冰　袁宝武　金鑫宇　 姜珊　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 代理人 李智慧 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 带有中央螺钉固定式铁心的电磁接触器线 圈能耗降低方法 (57)摘要 本发明公开了一种带有中央螺钉固定式铁 心的电磁接触器线圈能耗降低方法， 所述方法运 用仿真手段， 确定更换螺钉材料后电磁系统的性 能提升程度， 通过对改进后中央铁心直径和与之 相对应的线圈体积的参数化设计， 确定中央铁心 直径可以减小的具体数值， 实现线圈匝数、 体积 的增加以及线圈能耗的降低。 本发 明能够提供一 种崭新的带有中央螺钉固定式的接触器电磁系 统的优化思路， 使研究者在不降低接触器电磁性 能的情况下也可以降低线圈的能耗功率， 避免了 对铁心改进过多造成接触器的力学性能乃至其 他性能下降， 甚至无法达标的问题， 使改进设计 更为可靠、 有效。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114117782 A 2022.03.01 CN 114117782 A 1.一种带有中央螺钉 固定式铁心的电磁接触器线 圈能耗降低方法， 其特征在于所述方 法包括如下步骤： 步骤S1： 对原有未更改螺钉材料的接触器电磁系统进行静态仿真分析， 对该接触器模 型线圈施加0V至额定电压， 观察其电磁 吸力随电压变化曲线， 得到接触器原始电磁吸力曲 线； 步骤S2： 在仿真软件中将接触 器电磁系统中的螺钉材 料更换为导磁材料； 步骤S3： 将螺钉材料改进后的接触器模型进行与步骤S1同样条件的仿真， 对比改进前 后电磁吸力增 加程度， 观察 最大电磁吸力的提升效果； 步骤S4： 对导入到仿真软件后的中央铁心以及线圈体积进行参数化设计， 减小铁心 的 直径并相应修改线圈的尺寸参数、 匝数、 线圈电阻， 仿 真后得到不同改进程度的电磁吸力曲 线； 步骤S5： 将步骤S4得到的不同改进程度的电磁吸力曲线与 步骤S1得到的接触器原始电 磁吸力曲线进行对比， 确定与接触器原始电磁 吸力曲线相 差在5％以内的改进方案为最终 中央铁心的设计方案 。 2.根据权利要求1所述的带有中央螺钉固定式铁心的电磁接触器线圈能耗降低方法， 其特征在于所述 步骤S2中， 导磁材 料与外壳导磁材 料相一致。 3.根据权利要求1所述的带有中央螺钉固定式铁心的电磁接触器线圈能耗降低方法， 其特征在于所述步骤S4中， 对于铁心 直径减小程度的不同， 分别建立仿 真模型， 具体步骤如 下： (1)建立几何参数x， 每减小中央铁心直径x毫米， 线圈内径同样减小x毫米； (2)计算线圈内径减小x毫米后增 加的匝数， 改进后线圈匝数N1由如下公式求得： 式中， N0为原线圈匝数， d为原线圈厚度； (3)计算线圈内径减小x毫米后增 加的线圈电阻， 改进后线圈电阻R1由如下公式求得： 式中， R0为原线圈电阻， a、 b分别为线圈内外半径。 4.根据权利要求3所述的带有中央螺钉固定式铁心的电磁接触器线圈能耗降低方法， 其特征在于所述x选择铁心直径的百分之一。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114117782 A 2带有中央螺钉固定式铁心的电磁接 触器线圈能耗降低 方法 技术领域 [0001]本发明属于接触器技术领域， 涉及一种不改变电磁系统外形尺寸， 并能增加线圈 体积， 降低线圈功率的方法， 具体涉及一种 带有中央螺钉固定式铁芯尺寸改进设计及降低 线圈能耗的方法。 背景技术 [0002]电磁系统是电磁接触器的重要组成部分。 在接触器应用的过程当中， 常常因为使 用环境及工作时间的原因， 对接触器 自身的发热功率存在一定限制 。 因此在改进优化设计 中， 如何能够在不影响接触器其它性能的情况下降低线圈发热功率是设计过程中必须注意 的关键点。 在不同环境条件或不同需求的情况下， 使用方通常会在原有的技术指标上提出 更高的指标要求， 如降低发热、 减小接触器功 耗等。 对于带有中央螺钉固定式铁心的接触器 电磁系统， 针对这些技术要求， 通常采用削减铁心增加可容纳线圈的体积， 进而增大线圈电 阻， 实现线圈功 率的降低。 在减小铁心 直径的设计过程中， 由于铁心在 含有螺孔的情况下易 存在磁饱和情况， 过度削减铁心会使得铁心的磁通容量降低， 接触器的电磁吸力下降， 进而 影响到接触器的耐力学性能指标， 造成接触器在部分工况下存在失效的风险。 因此在削减 铁心的过程中首先要考虑铁心导磁能力是否存在一定裕量。 目前缺少改进 带有中央螺钉固 定式电磁系统性能， 并且在设计过程中确定 铁心切削阈值及线圈增大体积尺寸的方法。 发明内容 [0003]为了解决现有技术中存在的上述问题， 本发明提供了一种带有中央螺钉固定式铁 心的电磁接触器线圈能耗降低方法。 该方法运用仿真手段， 确定更换螺钉材料后电磁系统 的性能提升程度， 通过对 改进后中央铁心直径和与之相对应的线圈体积的参数化设计， 确 定中央铁心直径可以减小的具体数值， 实现线圈匝数、 体积的增 加以及线圈能耗的降低。 [0004]本发明的目的是通过以下技 术方案实现的： [0005]一种带有中央螺钉固定式铁心的电磁接触 器线圈能耗降低方法， 包括如下步骤： [0006]步骤S1： 对原有未更改螺钉材料的接触器电磁系统进行静态仿真分析， 对该接触 器模型线圈施加0V至额定电压， 观察其电磁吸力随电压变化 曲线， 得到接触器原始电磁 吸 力曲线； [0007]步骤S2： 在仿真软件中将接触 器电磁系统中的螺钉材 料更换为导磁材料； [0008]步骤S3： 将螺钉材料改进后的接触器模型进行与步骤S1同样条件的仿真， 对比改 进前后电磁吸力增 加程度， 观察 最大电磁吸力的提升效果； [0009]步骤S4： 对导入到仿真软件后的中央铁心以及线圈体积进行参数化设计， 减小铁 心的直径并相应修改线圈的尺寸参数、 匝数、 线圈电阻， 仿真后得到不同改进程度的电磁吸 力曲线， 其中， 对于 铁心直径减小程度的不同， 分别建立仿真模型， 具体步骤如下： [0010](1)设置几何参数x毫米， 可选择铁心直径的百分之一作为选取x的参考标准， 每减 小中央铁心直径x毫米， 线圈内径同样减小x毫米；说　明　书 1/4 页 3 CN 114117782 A 3