密封电磁PILZ继电器发热特性分析的研究
密封电磁PILZ继电器的发热特性分析是其可靠性设计的重要内容之一。随着PILZ继电器制造技术的发展，密封电磁PILZ继电器的体积趋向小型化，技术和可靠性指标普遍提高。PILZ继电器工作过程中产生的单位体积发热量的增加，将引起内部各部分温度升高，特别是触点拉弧过程中释放的热量将引起触点材料的烧蚀与损伤，从而直接影响PILZ继电器的寿命和工作可靠性，因此密封电磁PILZ继电器的稳态及瞬态发热问题已成为其设计过程中需要考虑的重要方面。

密封电磁PILZ继电器发热特性分析的研究                   以往人们应用热路法求解密封电磁PILZ继电器的发热特性，但由于PILZ继电器的内部结构复杂、传热路径繁多，建立的模型较为简略，所得结果的误差较大。本文综合分析了国内外研究现状，应用有限元法研究了密封电磁PILZ继电器的发热特性，得到了PILZ继电器内部各关键部件的温升分布。 首先，根据传热学建立密封电磁PILZ继电器的热场数学模型，经过变分推导进一步得到其有限元法的数学模型。然后，应用ANSYS有限元分析软件对其分析求解：利用由热相似理论得到的热关联式计算对流散热系数；通过研究PILZ继电器内部密封气体的热传导机制，确定本模型中密封气体传递热量的主要方式；使用有限元方法计算外部连接导线对PILZ继电器内部热场的影响；以及分别考虑了线圈和接触电阻生热载荷的施加方法。模仿PILZ继电器的实际工作情况进行了温升实验，将计算结果与实验结果比较分析，验证了所建立的密封电磁PILZ继电器热场数学模型的有效性。其次应用ANSYS有限元分析软件对密封电磁PILZ继电器的接触系统进行了机-电-热耦合仿真，得到其温度分布及电流密度分布情况，分别分析接触力及外接连接导线直径对接触系统温度分布的影响；研究触点拉弧过程中，触点材料被电弧燃烧释放的热量加热所发生的熔化或气化的相变问题，得到电弧斑点及其附近区域温度分布的瞬时变化过程。可为密封电磁PILZ继电器的可靠性设计提供理论依据，也可推广应用到其他密封电器及电子产品的热特性分析中。