Simulación JMAG de la respuesta dinámica de un relé electromagnético. Influencia del diseño y de las corrientes parásitas.

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado se centra en el estudio de la respuesta dinámica de un relé electromagnético considerando la influencia de las corrientes parásitas y analizando la relevancia de distintos parámetros de su diseño. Para realizar este análisis, se emplea el software de JMAG, una potente herramienta de simulación que permite obtener unos resultados precisos mediante el método de elementos finitos (FEM). Para realizar los estudios pertinentes, es necesario modelizar los distintos componentes del relé con el propio editor geométrico de JMAG. Tras ello, se definirán los materiales de los componentes, el circuito eléctrico, las condiciones de la simulación y el mallado para poder llevar a cabo la simulación. Tras un análisis de la respuesta dinámica en condiciones normales de funcionamiento, se elaboran nuevos estudios alternativos para analizar la influencia de ciertos parámetros constructivos en la respuesta del relé, como son la propia consideración de las corrientes parasitas, la tensión de alimentación de la bobina y las dimensiones geométricas del núcleo del estator. Además, se incluye el cálculo de la tensión mínima de activación utilizando la herramienta de optimización facilitada por JMAG. Para concluir, se realiza un estudio del comportamiento térmico del dispositivo tras una activación y desactivación repetitiva en un breve espacio de tiempo. Esto permitirá conocer los cambios de temperatura y la disipación de calor que tiene lugar en estas condiciones, así como explorar otros módulos del software.

This TFG focuses on the study of the dynamic response of an electromagnetic relay, considering the influence of eddy currents and analysing the relevance of different design parameters. To accomplish this analysis JMAG software is used, a powerful simulation tool that provides precise results through the finite element method (FEM). To carry these studies, it is necessary to model the different components of the relay with the JMAG’s own geometric editor. After that, the materials of the components, the electrical circuit, the simulation conditions, and the meshing properties will be defined to perform de simulation. After analysing the dynamic response under normal operating conditions, new alternative studies are conducted to analyse the influence of certain constructive parameters on the relay’s response, such as the consideration of eddy currents, the coil supply voltage and the geometric dimensions od the stator core. Additionally, the calculation of the pickup voltage is included using JMAG’s optimization tool. Finally, a study of the device’s thermal behaviour is conducted after repetitive activations in a short period of time. This will allow to obtain the temperature distribution and heat dissipation that occur under these conditions, as well as exploring other modules of the software.