苏秀苹 陆俭国 刘帼巾 常 伟

（河北工业大学电器研究所 天津 300130）

1 引言

随着低压电器的发展，继电器的应用越来越广泛，对继电器的要求也越来越高。传统的设计模式费用高，周期长。电器稳定工作时的温升是电器设计生产中的一个重要参数，直接影响着电器的稳定性和寿命。文献[1]应用有限元分析软件ANSYS对直流接触器中电磁铁的温升情况进行了分析，而没有对整体进行分析。文献[2]对交流接触器工作时的发热情况做了分析。文献[3]应用有限元方法对密封电磁继电器进行了分析。文献[4]描述了断路器的热分析。本文分析的小型直流电磁汽车继电器工作环境比较恶劣，负荷电流也相对较大。文中对汽车继电器在不同线圈电压下的生热、散热情况做了分析，得到稳态时的温度场分布，并将线圈平均温升与实验数据进行了比较。

2 分析模型

因为研究对象为非对称结构，所以对继电器整体进行建模，建立的实体模型去掉外壳后的结构如图1所示。

图1 直流继电器模型Fig.1 DC relay simulation model

对触头接触部分的建模使用了一小圆柱体来模拟触点球面处的接触电阻。圆柱的截面半径和高度计算如下。

触头收缩电阻为[5]

式中ρ——材料的电阻率；

a——触头接触面半径。

则触头接触面半径，即小圆柱体的截面半径为

且

式中A——接触面面积，A=πa2。且

建模时采用动合触头闭合时两引出脚之间电阻实测值，约为2.3mΩ。

3 分析计算

继电器在达到热稳定后，其发热功率与散热功率相同。下面分别从发热和散热两方面对继电器的稳态温升进行分析。……