电磁阀温升计算分析方法

摘要

本发明涉及一种电磁阀温升计算分析方法，其特征在于：按如下步骤进行：1、建立电磁场模型和温度场模型；假设电磁阀初始温度为环境温度T0，线圈预设温度T1等于T0；2、计算线圈在T1下的电阻率；3、基于电磁场模型计算线圈、导磁体和动、静铁心的损耗；4、将计算出的电磁阀各部分损耗作为载荷，施加到温度场模型中，得到电磁阀各部分温升，得到线圈实际温度T2；5、判断T2与T1的差值是否小于一极小值，是则结束计算，否则令T1等于T2，然后返回步骤2重新计算，反复迭代直至计算出的线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值小于极小值，从而得到线圈稳定温度。该方法有利于对电磁阀工作状态的温升进行准确的计算和分析。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁阀温升计算分析方法。

背景技术

电磁阀大多具有结构紧凑、工作精度高的特点。在阀门的工作过程中，要求电磁机构工作温升低值而稳定。因此，在电磁阀的优化设计过程中，温升作为一个重要的指标来要求，在节材、节能、工作可靠的基础上，要求工作温升低值而稳定。因此，对电磁阀稳定工作过程中的温升进行计算分析具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁阀温升计算分析方法，该方法有利于对电磁阀工作状态的温升进行准确的计算和分析。

本发明的目的是这样实现的：一种电磁阀温升计算分析方法，其特征在于：按如下步骤对电磁阀的温升进行计算分析：

（1）建立电磁阀的电磁场模型和温度场模型；假设电磁阀初始温度为环境温度T0，预设线圈预设温度T1等于环境温度T0；

（2）计算线圈在温度T1下的电阻率；

（3）基于所述电磁场模型，计算在温度T1下线圈的电阻损耗、导磁体的磁滞涡流损耗以及动、静铁心的磁滞涡流损耗；

（4）通过电磁场与温度场的耦合，将步骤（3）计算出的线圈、导磁体和动、静铁心的损耗作为载荷，施加到所述温度场模型中，计算得到电磁阀线圈、导磁体和动、静铁心的温升，得到线圈实际温度T2；

（5）判断所述线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值是否小于一设定的极小值，是则结束计算，温度T2即为线圈稳定温度，否则令线圈预设温度T1等于温度T2，然后返回步骤（2）重新计算，反复迭代，直至计算得到的线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值小于设定的极小值，从而得到线圈稳定温度。

本发明的有益效果是通过建立电磁阀三维电磁场计算模型和温度场计算模型，可以准确地根据线圈励磁电压，计算出稳定运行时电磁阀的工作损耗和能量情况。同时，将电磁场模型与温度场模型相结合，形成耦合场，可以对电磁阀工作状态的温升进行准确的计算和分析。

附图说明

图1是本发明方法的工作流程图。

具体实施方式

本发明的电磁阀温升计算分析方法，如图1所示，按如下步骤对电磁阀的温升进行计算分析：

（1）建立电磁阀的电磁场模型和温度场模型；假设电磁阀初始温度为环境温度T0，预设线圈预设温度T1等于环境温度T0；

（2）根据公式                                               计算线圈在温度T1下的电阻率；

（3）基于所述电磁场模型，计算在温度T1下线圈的电阻损耗、导磁体的磁滞涡流损耗以及动、静铁心的磁滞涡流损耗；

（4）通过电磁场与温度场的耦合，将步骤（3）计算出的线圈、导磁体和动、静铁心的损耗作为载荷，施加到所述温度场模型中，计算得到电磁阀线圈、导磁体和动、静铁心的温升，得到线圈实际温度T2；

（5）判断所述线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值是否小于设定的极小值ε，是则结束计算，温度T2即为线圈稳定温度，否则令线圈预设温度T1等于温度T2，然后返回步骤（2）重新计算，反复迭代，直至计算得到的线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值小于设定的极小值，从而得到线圈稳定温度。

在步骤（1）中，考虑电磁阀内部的传导散热以及电磁阀整体置于空气中的对流散热，建立所述温度场模型。

热传导的形式有传导、对流、辐射三种。散热过程中，由于交流电磁阀线圈内部空气几乎无对流，因此线圈内部进行热分析时只考虑传导散热。另一方面，电磁阀整体放置在空气中，会产生对流散热。因此，对于电磁阀主要有传导和对流两种，忽略热辐射。

在步骤（3）中，热源的确定方法如下：

A、交流电磁阀热源确定：

对于交流电磁阀，线圈通入交流电后，由于交变磁场的作用，会在铁磁体内部产生磁滞涡流损耗。因此，对于交流电磁阀，主要的热源有：线圈通电后由于电阻产生的电阻损耗，动静铁心的磁滞涡流损耗，导磁体的磁滞涡流损耗。

B、直流电磁阀热源确定：

由于直流电磁阀线圈通入的是直流电源，因此不存在交变磁场，不存在磁滞涡流损耗，热源仅考虑线圈电阻产生的电阻损耗。

下面对步骤（4）、（5）的工作流程作进一步说明：通过步骤（4）的计算，线圈实际温度T2相较于线圈预设温度T1发生了改变，而线圈电阻率是随着温度变化而变化的，线圈电阻率的改变又会引起线圈电阻损耗的改变。由于电磁场一次只能计算在一定电阻率下的功率情况，为了得到温升稳定时的电磁阀功率损耗，因此，通过步骤（5）的迭代算法，计算得到线圈温升稳定后的温度。

在步骤（5）中，判断线圈温升稳定的依据是线圈实际温度T2与线圈预设温度T1的差值是否小于设定的极小值ε，即是否满足|T2-T1|<ε，如果满足则说明产热近似等于散热，计算出的线圈温升就可以近似看作是稳定温升。可以根据需要改变ε的值，ε越小，计算精度越高，但是计算所需时间加长。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。