随着电力行业的不断发展与用电需求的不断增加,低压电器的性能要求越来越高。磁保持继电器作为低压电器中最重要的控制元件之一,具有外形小巧、负载能力强、灵敏度高、耗能小、可靠性高等优点,是近年来在低压电器行业中发展迅速的一种节能环保型继电器。随着磁保持继电器的工作环境变得越来越复杂,各种因素的干扰使产品性能产生波动,严重影响产品的质量和稳定性。因此,为了提高单相磁保持继电器工作性能的稳健性,保证其电寿命并减小触头的弹跳时间,本文建立了单相磁保持继电器的静力学及动力学仿真模型,采用稳健设计技术对主要设计参数进行了优化,对于提高磁保持继电器工作性能和可靠性有着重要的意义。首先根据单相磁保持继电器的实物样品,在Pro/E中建立三维实体模型。导入到ABAQUS中根据设计流程对触簧系统各个部件进行材料属性的定义、实体的装配、高精度网格的划分、相关约束、载荷和边界条件的添加等,完成触簧系统刚柔混合模型的建立。利用此模型进行静力学仿真,研究触簧系统刚度系数的改变对弹跳时间的影响,确定了簧片与弹片的最佳刚度系数组合,对簧片与弹片的刚度系数进行了优化。然后将Pro/E中的三维实体模型,导入到ADAMS中添加约束和接触,以及ANSYS中静态仿真得到的磁链与转矩数据,再添加电压平衡方程完成动力学仿真模型的建立并进行动力学仿真。设计实验测出实际的电流波形图与仿真值进行对比,结果基本吻合,验证了模型的正确性。之后测出动触头、推动片、衔铁组件的速度与位移特性曲线并进行了动态特性分析。最后,经过综合分析选取触头的闭合速度、分断速度、弹跳时间为目标函数,采用正交试验法对电磁系统的主要设计参数进行稳健容差设计,综合考虑各个目标函数的输出特性,通过极差分析得出了最好的因素水平组合。然后通过贡献率分析法定量地反应出各个设计参数对目标函数的影响程度,根据容差设计公式改进了容差方案,减小了输出特性的分散程度。本文的研究为单相磁保持继电器产品的设计和生产提供了理论依据,对于合理控制生产成本并且保证产品的电寿命及可靠性有着重要的意义。