电机控制实验课是电工技术专业的必修课程，是对课堂理论知识的延伸与拓展，促进课本知识与实际应用的衔接。在电机控制实验中，热继电器作为核心控制器件，要求学生充分掌握其结构特征、工作原理以及基础故障识别方法等知识和技能。一个复杂的控制电路往往包含七八个甚至更多的继电器模块，很难快速判断出故障点，只有通过分析大量的测量数据才能找出问题所在。为了让学生更好地理解热继电器的内部工作原理以及电流、电磁、温度三场耦合模型建立方法，分析热继电器频繁损坏的原因，本文采用COMSOL多物理场耦合仿真，结合Siemens NX软件建模的方法，根据仿真结果从内部查找热继电器频繁损坏的原因，并提出相应的改进措施。

　　热源的仿真是电机、超导、控制以及绝大多数工科专业的重点研究方向[1-2]。任何一个电机系统中都会存在能量的损耗，并且这些能量损耗不可避免地导致温度上升，使元器件加速老化，严重的甚至会引起系统故障。元器件所用的金属和绝缘材料本身都有温度阈值，当超过一定温度后，其机械强度、绝缘强度等物理性质都会发生较大改变，无法发挥功能达到预期的设计目标。

　　本文主要从以下三方面展开研究。一是通过Siemens NX软件完成热继电器线圈以及整体框架结构的建模;二是将模型导入软件，添加相关材料属性、物理场以及边界条件，完成热继电器的多物理场仿真;三是通过仿真结果与实际数据对比，分析热继电器频繁损坏的原因，并为电工实验台升级改造提供理论依据。

　　1 热继电器仿真模型建立

　　2 电工实验台热继电器使用现状

　　3 通过COMSOL软件搭建完整的多物理场耦合模型

　　4 结果分析和建议

　　5 结语

　　继电器是电工实验台正常运转的关键器件之一，为保证继电器在实验中正常运行，不仅需要做好日常的检修和维护工作，还需要特别注意热继电器的选型和实验电流大小的设置。本文通过分析热继电器频繁故障发生原因，提出相应的解决策略，以提高电工实验室的安全运行效率。笔者后续还会进一步完善建模细节以及合金参数的设置，以期使仿真模型更接近实际情况。

　　参考文献

　　[1] 杨文英,郭久威,王茹,等.继电器电磁机构电磁-热耦合模型建立与计算方法[J].电工技术学报,2017,32(13):169-177.

　　[2] 李超,郭亮,吕丽章,等.铁磁性多余物对航天继电器电参数影响的仿真研究[J].电器与能效管理技术,2016(4):15-20,75.

　　[3] 满思达.电能表用继电器短时耐受能力仿真分析方法的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2016.

　　[4] 李向斌,于健炜,原东君,等.继电器常开触点设置引发的氧压机损坏事故分析[J].深冷技术,2015(6):18-20.

徐航 沈烨 徐雪梅　四川大学电气工程学院