高压直流继电器线圈温度场数值算法

摘要

高压直流大功率继电器是新能源汽车等领域中的关键器件,其中的多匝密绕电磁线圈是磁路中的关键部件,其工作温升会严重影响继电器的电磁参数.此类线圈长时间工作或达到稳态时温度较高且不均匀,而以往研究中大多将其考虑为单个部件或温度分布均匀的区域,与实际中其较大的温度差异分布不符,不能为热设计提供准确的最高温度等参考数值,而热设计是影响继电器寿命可靠性的关键步骤.本文提出结合等效热阻网络与有限差分的多匝密绕线圈温度场数值计算方法,考虑绕组内部铜线、绝缘漆、空气等材料属性和线径、漆层厚度、线间距离等尺寸参数对传热的影响,可以快速计算得到线圈内部的温度场.通过与有限元法和实验测量结果对比,证明了该方法的可行性和高计算效率,为继电器发热设计提供了依据,同时也能为继电器多场耦合仿真中温度的准确计算提供了理论参考.