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龙图腾网获悉福州大学申请的专利开关阀电磁铁动态特性电-磁-固耦合梯形电路的建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115828658B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211297747.9，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权开关阀电磁铁动态特性电-磁-固耦合梯形电路的建模方法是由黄惠;柯旭锟;罗远明;陈旭;陈淑梅;李雨铮;杜恒设计研发完成，并于2022-10-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本开关阀电磁铁动态特性电-磁-固耦合梯形电路的建模方法在说明书摘要公布了：本发明提出开关阀电磁铁动态特性电‑磁‑固耦合梯形电路的建模方法，包括以下步骤；步骤S1、通过分析高速开关阀电磁铁的壳体、铁芯、衔铁、骨架彼此之间的位置关系，推导电磁铁中线圈生成的磁通路径分布情况，从而得到其磁路模型；步骤S2、基于铁磁材料的电感和磁阻的关系式，并应用电路和磁路的对偶理论将磁路元件转换为电路元件，推导出考虑电磁铁高频工况下强涡流效应的等效梯形电路模型；步骤S3、建立各等效电子元件子模型，搭建高速开关阀电磁铁的电‑磁‑固多场耦合的等效电路模型，获取不同电压控制策略下高速开关阀电磁铁的高频动态特性数据；本发明为高速电磁铁的控制和优化设计提供了一种准确、实用的仿真模型，节约了时间成本。

本发明授权开关阀电磁铁动态特性电-磁-固耦合梯形电路的建模方法在权利要求书中公布了：1.开关阀电磁铁动态特性电-磁-固耦合梯形电路的建模方法，用于分析高速开关阀的电磁铁动态特性，其特征在于：包括以下步骤； 步骤S1、通过分析高速开关阀电磁铁铁芯、衔铁、骨架彼此之间的位置关系，推导电磁铁中线圈生成的磁通路径分布情况，从而得到其磁路模型； 步骤S2、基于铁磁材料的电感和磁阻的关系式，并应用电路和磁路的对偶理论将磁路元件转换为电路元件，推导出电磁铁高频工况下强涡流效应的等效梯形电路模型； 所述步骤S2具体包括如下步骤： 步骤S2.1、磁路的每一网口分别设置节点，再选择最外侧磁支路形成的封闭曲线外至无穷远处中的节点构成一网孔； 步骤S2.2、用一条直线将各节点和网孔按照对偶变换规则连接起来，连接线所穿过的磁阻根据对应域的属性不同分别变换为空气漏磁电感、位移可变电感、铁磁模型；磁动势元件变换为电流源元件； 所述步骤S2.2中：所述铁磁模型考虑到铁磁材料具有厚度，由于集肤效应其内部的电场并非均匀分布的，从线圈一侧向另外一侧的电场和磁场逐渐缩小，材料分割成若干个同心圆环，每一层中用电阻表示铁芯的涡流损耗，非线性电感表示铁芯的非线性磁化特性，并将它们串并联组合形成考虑涡流效应的梯形电路； 用于表示各层铁磁材料涡流损耗的电阻计算式，表示为： 式中，ρ为材料的电阻率，le为涡流的路径长度，Se为涡流流通的横截面积； 步骤S2.3、将电流源替换为线圈电阻和电压源串联的形式，变为等效电路模型；所述的步骤S2.2中的对偶变换规则包括： A1、任一两网孔节点只能通过磁路元件相连； A2、每一磁路元件只能被一条连接线穿过一次； A3、所有磁路的元件必须被连接线穿过； A4、每一网孔节点至少被连接两次； 所述步骤S2.2中的空气漏磁电感根据空气域的尺寸大小计算得到，具体有： 式中，N为线圈匝数，r为空气域的半径，μ0为真空磁导率，h为空气域的高度；步骤S3、建立各等效电子元件子模型，搭建高速开关阀电磁铁的电-磁-固多场耦合的等效电路模型，获取不同电压控制策略下高速开关阀电磁铁的高频动态特性数据。

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