直动电磁阀线圈温度场特性分析
电磁阀线圈温度预测建模及耐温性判断
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟电磁阀线圈温度预测建模及耐温性判断针对电磁阀的线性控制导致电磁阀控制线圈的温升进而影响电磁阀控制性能的问题，提出一种基于电磁阀内控制线圈温度预测模型的无传感温度测量方法。
该温度预测模型建立于能量守恒定律，利用控制线圈的温度实测数据和最小二乘法来优化模型参数，以电磁阀的实际线性控制指令来验证控制线圈的耐温性和电磁阀的控制性能。
结果表明，该温度预测模型能有效地计算出控制线圈的温升，实现了无传感线圈温度测量，为判断控制线圈的耐温性提供了有利的依据，为简化电磁阀控制单元的硬件结构提供了有效的手段。
引言目前，国内外车辆制动控制系统由刹车防抱死系统(ABS)发展到牵引力控制系统(TCS)，又进一步发展到车辆动态控制系统(VDC)。
其中ABS 已成为车辆标准装备；而VDC 以欧美、日本等发达国家为中心开始推广标准化，以此促进车辆主动安全系统，保证驾驶员的行驶安全。
随着ABS，VDC 等车辆制动控制系统的逐步普及，用户对车辆制动控制性能提出了两方面要求：一方面要求高度的制动性能，以保证车辆行驶的安全性；另一方面要求系统工作时的静肃性，以满足驾驶的舒适性。
为了满足上述要求，以电磁阀的线性控制来满足制动性能，并提高系统工作时的静肃性。
电磁阀的线性控制实现了线圈控制电流的连续性，同时也增加了控制线圈的导电时间，导致控制线圈的温度上升(简称温升)，其结果降低了电磁阀的控制性能和控制线圈的耐温性，最终影响车辆的制动控制性能。
因此，采用电磁阀的线性控制须正确把握控制线圈的温升，这对确保控制线圈的耐温性和电磁阀的控制性能具有重要的作用。
控制线圈的温度测量方法有热电偶法、热电阻法等。
这些方法的测量精度高，但需要较为复杂的硬件设备，使电磁阀控制单。
不同类型电磁阀有哪些特点和适用场合
不同类型电磁阀有哪些特点和适用场合电磁阀是工业控制系统中常用的执行元件，它通过电磁力来控制流体的通断，具有响应迅速、控制精确等优点。
根据不同的结构和工作原理，电磁阀可以分为多种类型，每种类型都有其独特的特点和适用场合。
直动式电磁阀直动式电磁阀是一种较为简单的结构，其工作原理是电磁线圈直接驱动阀芯运动，从而实现阀的开启和关闭。
特点：1、响应速度快：由于电磁力直接作用于阀芯，所以动作响应迅速，适用于对响应时间要求较高的场合。
2、结构简单：相对其他类型的电磁阀，直动式的结构较为简单，易于安装和维护。
3、压力范围较小：通常适用于低压力的流体控制系统。
适用场合：1、小型仪器设备：如小型的气动工具、实验室设备等，对流量和压力要求不高，但对响应速度有一定要求。
2、真空系统：在真空环境下，直动式电磁阀能够较好地实现流体的控制。
先导式电磁阀先导式电磁阀则是通过先导阀的先导作用来驱动主阀芯运动。
特点：1、适用压力范围广：能够在较高的压力下正常工作，适用于中高压的流体控制系统。
2、功耗低：由于先导阀的作用，主阀芯的开启所需的电磁力较小，从而降低了功耗。
3、流量较大：可以通过较大的流量，满足一些大流量的需求。
适用场合：1、工业自动化生产线：如大型的机械加工设备、化工生产装置等，对压力和流量有较高要求。
2、液压系统：在液压控制中，先导式电磁阀能够有效地控制液压油的流动。
分步直动式电磁阀分步直动式电磁阀结合了直动式和先导式的部分特点。
特点：1、既有直动式的快速响应，又能在一定程度上承受较高的压力。
2、可靠性较高：结构相对较为稳定，故障发生率较低。
适用场合：1、燃气控制系统：在燃气输送和控制中，能够确保安全可靠地控制燃气的通断。
2、暖通空调系统：调节冷媒或热媒的流量，保证系统的正常运行。
二位二通电磁阀二位二通电磁阀只有两个工作位置，即“通”和“断”。
特点：1、控制简单：功能明确，操作简单易懂。
2、成本较低：结构相对简单，制造成本相对较低。
直动式电磁阀研究报告
直动式电磁阀研究报告随着科技的不断发展，电磁阀在工业自动化控制领域中扮演着越来越重要的角色。
直动式电磁阀是一种常见的电磁阀类型，其结构简单、功能稳定、使用方便，因此在工业生产中得到了广泛应用。
本文将对直动式电磁阀进行研究，探讨其结构、工作原理、应用场景等方面的内容。
一、直动式电磁阀的结构直动式电磁阀的结构相对简单，主要由电磁铁、阀体、阀芯、弹簧等组成。
其中，电磁铁是直动式电磁阀的核心部件，其通过电流的作用产生磁场，进而控制阀芯的开启和关闭。
阀体是直动式电磁阀的外壳，其内部包含阀门，阀门的开启和关闭由阀芯控制。
阀芯是直动式电磁阀的关键部件，其通过电磁铁的控制实现阀门的开启和关闭。
弹簧则是直动式电磁阀的辅助部件，其主要作用是保证阀芯在关闭状态下的稳定性。
二、直动式电磁阀的工作原理直动式电磁阀的工作原理比较简单，主要是通过电磁铁的磁场控制阀芯的开启和关闭。
当电磁铁通电时，其产生的磁场会吸引阀芯，使其与阀座分离，从而实现阀门的开启。
反之，当电磁铁断电时，阀芯会受到弹簧的作用而返回原位，阀门关闭。
因此，直动式电磁阀的开启和关闭都是通过电磁铁的控制实现的。
三、直动式电磁阀的应用场景直动式电磁阀在工业生产中有着广泛的应用场景，主要包括以下几个方面：1、液压系统：直动式电磁阀在液压系统中的应用非常普遍，其主要作用是控制液压系统中各种液压元件的开启和关闭，从而实现液压系统的正常工作。
2、气动系统：直动式电磁阀在气动系统中的应用也非常广泛，其主要作用是控制气动系统中各种气动元件的开启和关闭，从而实现气动系统的正常工作。
3、自动化生产线：直动式电磁阀在自动化生产线中的应用也非常普遍，其主要作用是控制生产线中各种机械装置的开启和关闭，从而实现生产线的自动化控制。
4、家用电器：直动式电磁阀在家用电器中的应用也非常广泛，如洗衣机、空调、冰箱等，其主要作用是控制家用电器中各种阀门的开启和关闭，从而实现家用电器的正常工作。
四、直动式电磁阀的优缺点直动式电磁阀作为一种常见的电磁阀类型，其具有以下几个优点： 1、结构简单、体积小：直动式电磁阀的结构比较简单，体积也相对较小，因此在应用时占用空间较小。
直动式电磁阀应用范围、特点、主要技术要求及工作原理
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第二章电磁阀电磁特性研究(最终)
第二章电磁阀电磁静态特性研究图2－1 所示为自主开发的电控单体泵电磁阀结构示意图。
它采用E 型电磁铁驱动，其工作过程分为四个阶段图2－ 1 电控单体泵电磁阀结构示意图1）关闭过程电控单元在特定时刻发出控制脉冲给电磁阀驱动模块。
驱动模块提供高的峰值驱动电压驱动电磁铁工作，电磁铁产生电磁吸力，当电磁吸力大于起始运动阻力时，衔铁带动阀杆一起上升，关闭电磁阀。
2）闭合状态电磁阀完全闭合后，驱动模块通过脉宽调制，将线圈电流降低到维持电流处，在保证电磁阀可靠闭合的同时，降低系统功耗。
此时，喷油泵柱塞上升运动使喷射系统中燃油压力急剧升高，当嘴端压力大于喷嘴开启压力时，针阀打开，喷射开始。
3）开启过程当控制脉冲终止，驱动电压消失，电磁作用力迅速消失，在回位弹簧作用下，衔铁铁和阀杆向下运动，电磁阀打开。
在开启过程中，高压燃油经过阀口参考脉冲转角脉冲控制脉冲线圈电流电磁阀升程快速卸流，喷射终止。
4）全开状态电磁阀完全打开，喷油泵柱塞即使继续上升，燃油也只是经全开的阀口高速泻流。
电磁阀的快速关闭有利于保证喷射定时准确和迅速形成高压；快速开启有利于保证燃油喷射系统中的高压的快速切断和稳定卸载，因此，应用于电控燃油喷射系统的高速强力电磁阀应具有良好的快速响应性能[16][17][18][19]。
这要求电磁铁在一定空间的限制下产生足够大的电磁力。
要达到这个目的，首先要研究电磁铁结构参数对电磁铁电磁静态特性的影响，在此基础上优化电磁铁设计，其次要研究电磁铁驱动参数对电磁铁动态特性的影响，在此基础上合理匹配电磁铁驱动参数。
2.1 实验装置和实验方法实验装置在原有电控单体泵基础上直接改装而成。
通过测量阀杆位移来确定阀杆的运动。
在阀杆底部固结一个测试芯棒，以将阀杆的运动反映给位移传感器。
测试芯棒由铝制成，以减少运动质量。
升程传感器采用电涡流位移传感器。
当带有高频电流的线圈靠近被测金属时，线圈上的高频电流所产生的高频电磁场便在金属的表面上产生电涡流。
直动式电磁阀的性能参数如何
直动式电磁阀的性能参数如何直动式电磁阀是一种常用于工业控制系统中的控制元件，通过电磁铁的吸合和脱离控制阀门的开关状态。
它的性能参数对于其能否准确、可靠地进行控制起着至关重要的作用。
以下是关于直动式电磁阀的一些性能参数的详细说明：1.阀门的响应时间：直动式电磁阀的响应时间是指阀门从接收到电磁信号开始到完全打开或关闭所需要的时间。
响应时间越短，阀门的控制精度越高。
通常情况下，响应时间在毫秒级别。
2.阀门的重复精度：阀门的重复精度是指在多次开关操作下，阀门的开关位置是否能够保持在相同的位置。
重复精度越高，阀门的控制精度越高。
3.阀门的密封性能：阀门的密封性能是指阀门在关闭状态下是否能够完全阻止介质的泄漏。
这是直动式电磁阀的一项重要性能参数，尤其对于需要精确控制介质流量的系统来说。
4.阀门的通气性能：阀门的通气性能是指阀门在开启和关闭过程中是否会出现不必要的介质泄漏。
通气性能较差的阀门可能会导致系统性能下降、不稳定甚至故障。
5.阀门的工作压差：阀门的工作压差是指阀门在开启和关闭过程中所能承受的最大压差。
过大的压差可能会导致阀门卡死、泄漏或不工作。
6.阀门的耐腐蚀性：直动式电磁阀在使用过程中会暴露在各种介质中，因此对阀门的耐腐蚀能力要求较高。
耐腐蚀性能好的阀门能够保证长期稳定的工作。
7.阀门的耐震性：阀门在工业环境下经常受到振动和冲击，因此对阀门的耐震性也有一定要求。
耐震性好的阀门可以减少振动和冲击对阀门的影响，确保正常工作。
8.阀门的可维修性：直动式电磁阀在使用过程中可能会出现故障或磨损，因此具有良好的可维修性非常重要。
容易拆卸和更换零部件的阀门可以提高维修效率和减少停机时间。
综上所述，直动式电磁阀的性能参数对于其在工业控制系统中的应用至关重要。
不同的应用场景和控制要求可能会对不同参数有不同的要求。
因此，在选择和使用直动式电磁阀时，需要综合考虑以上各项性能参数，并选择适合具体应用需求的产品。
同时，定期检修和维护也可以确保阀门的性能参数保持良好，延长其使用寿命。
电磁阀工作原理特性电磁阀的用途
电磁阀工作原理特性电磁阀和电动阀的区别电磁阀的密封材料电磁阀的用途工作原理电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每一个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通而进油孔是常开的，液压油就过控制阀体的挪移来档住或者漏出不同的排油的孔，会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。
这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。
分类1.电磁阀从原理上分为三大类：1）直动式电磁阀：原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径普通不超过25mm。
2）分布直动式电磁阀：原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件挨次向上提起，阀门打开。
当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或者介质压力推动关闭件，向下挪移，使阀门关闭。
特点：在零压差或者真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，要求必须水平安装。
3）先导式电磁阀：原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上挪移，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下挪移，关闭阀门。
特点：流体压力范围上限较高，可任意安装（需定制）但必须满足流体压差条件。
2.电磁阀从阀结构和材料上的不同与原理上的区别，分为六个分支小类：直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构。
电磁阀在选型时的注意事项一：合用性管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。
直动电磁阀线圈温度场特性分析
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
直动电磁阀线圈温度场特性分析
组合阀由 3 个直动电磁阀组成，电磁阀的性能直接影响组合阀的性能，从而影响控制棒水压驱动技术的运行性能。
而电磁阀线圈的正常运行直接影响电磁阀的工作性能，因此，本文对电磁线圈发热情况进行了研究。
运用ANSYS 电磁场分析软件，变化输入电流，对直动电磁阀线圈进行了温度场特性分析，并予以了实验验证。
结果表明，当电流增大时，温度升高;内壁温度高于外壁温度，中心温度高于边缘温度，其中内壁中心温度最高;线圈最高温度低于其破坏温度;获得了线圈等效导热系数;在考虑误差的条件下，计算分析有较高的准确性。
为电磁阀工作参数设计提供了依据。
核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备，担负着反应堆的
启动、功率调节及停堆等重要功能。
控制棒水压驱动系统[2]是一种新型的内置式控制棒驱动技术，它是在对清华大学发明的水力驱动控制棒系统深入研究的基础上，结合商用压水堆磁力提升器的优点发展而来的。
组合阀是控制棒水压驱动系统的关键设备，驱动机构的运动就是通过电磁阀发出的脉冲水流进行控制调节[3]。
组合阀是由电磁阀、阀顶盖、阀本体和阀底座组成，其中直动电磁阀是组合阀的重要组成部分。
电磁阀是自动化仪表中执行器的一大分支，具有重量轻、尺寸小、型式
多样，动作时间极快，电信号传输，便于与计算机连接等等，因此，电磁阀在工农业、运输业、航天航空业、旅游业以及生活设施等各个方面均获得广泛运用。
电磁阀按其能量转换方式可分为以下2 种：直动式电磁阀和先导式电磁阀。
本文以直动电磁阀为研究对象，就控制棒水压驱动系统运行过程中直动。
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第36卷 第4期 核 技 术 V ol. 36, No.4 2013年4月 NUCLEAR TECHNIQUES April 2013——————————————第一作者：刘潜峰，男，1983年出生，2011年于清华大学获博士学位，主要从事反应堆装备方向研究收稿日期：2012-10-31，修回日期：2013-01-15直动电磁阀线圈温度场特性分析刘潜峰 薄涵亮 王 露（清华大学核能与新能源技术研究院 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室 北京 100084）摘要 组合阀由3个直动电磁阀组成，电磁阀的性能直接影响组合阀的性能，从而影响控制棒水压驱动技术的运行性能。
而电磁阀线圈的正常运行直接影响电磁阀的工作性能，因此，本文对电磁线圈发热情况进行了研究。
运用ANSYS 电磁场分析软件，变化输入电流，对直动电磁阀线圈进行了温度场特性分析，并予以了实验验证。
结果表明，当电流增大时，温度升高；内壁温度高于外壁温度，中心温度高于边缘温度，其中内壁中心温度最高；线圈最高温度低于其破坏温度；获得了线圈等效导热系数；在考虑误差的条件下，计算分析有较高的准确性。
为电磁阀工作参数设计提供了依据。
关键词 控制棒水压驱动系统，电磁阀，线圈，温度场 中图分类号 TL362核反应堆控制棒驱动机构是反应堆最关键的安全设备，担负着反应堆的启动、功率调节及停堆等重要功能[1]。
控制棒水压驱动系统[2]是一种新型的内置式控制棒驱动技术，它是在对清华大学发明的水力驱动控制棒系统深入研究的基础上，结合商用压水堆磁力提升器的优点发展而来的。
组合阀是控制棒水压驱动系统的关键设备，驱动机构的运动就是通过电磁阀发出的脉冲水流进行控制调节[3]。
组合阀是由电磁阀、阀顶盖、阀本体和阀底座组成，其中直动电磁阀是组合阀的重要组成部分。
电磁阀是自动化仪表中执行器的一大分支，具有重量轻、尺寸小、型式多样，动作时间极快，电信号传输，便于与计算机连接等等，因此，电磁阀在工农业、运输业、航天航空业、旅游业以及生活设施等各个方面均获得广泛运用[4]。
电磁阀按其能量转换方式可分为以下2种：直动式电磁阀和先导式电磁阀。
本文以直动电磁阀为研究对象，就控制棒水压驱动系统运行过程中直动电磁阀线圈多种运行工况运用ANSYS 软件进行了温度场特性分析。
1 计算模型控制棒水压驱动系统中的组合阀结构由图1可见。
主要由顶盖1、动铁芯2、定铁芯3、大推杆4、线圈上盖板5、外壳6、线圈7、线圈下盖板8等组成。
其中动铁芯和定铁芯的材料为1J50，大推杆的材料为1Cr18Ni9Ti ，线圈上盖板和下盖板的材料为DT4C ，外壳的材料为10钢。
线圈匝数为13205匝。
直动电磁阀的输入电流为直流电0.05–0.25 A 。
图1 电磁阀结构示意图Fig.1 The structure diagram of the solenoid valve.图2(a)为线圈结构简图，其中1，2，3，4，5，6各点为实验测量各点。
在分析中，获取其计算值并与实验室对比。
由于电磁线圈具有轴对称的结构特点，将其简化为二维模型进行计算求解(图2(b))。
模型分为2种材料区域，由表1所示。
其中线圈的导热系数未知，首先遍历求解估计区间内所有导热系数值，然后对照实验结果得出。
核技术 2013, 36(4): 040650表1 材料导热系数Table 1 Coefficient of thermal conductivity.温度Temperature/°C100 200300 400 500 600 空气Air 0.0321 0.03930.0521 0.0574 0.0622 0.0671 线圈Coil X1X2X3X4X5X6图2直动电磁阀线圈Fig.2Coil of the solenoid valve.根据定义，分别为所选定的区域赋予材料号和单元类型号，设置网格形状和尺寸，用MESH工具划分网格，本例的网格划分单元尺度为1，整个区域网格划分单元尺度一样。
为提高电磁场求解精度，选定划分网格的单元类型为PLANE55，且为轴对称。
Q v = I2R / V c(1)边界定义过程如下：1) 定义内热源热量密度。
式中(1)所示，Q v 为热量密度，I为电流，R为线圈电阻，V c为线圈体积。
2) 加载对流换热系数边界。
对流导热系数的求解通过方程(2)，其中，h为对流换热系数，N u为努赛尔数，λ为流体导热系数，l为特征长度。
h =N uλ / l (2)上表面运用大空间水平自然对流换热系数方程[5]。
其中Pr通过干空气的热物理性质表获得。
N u =B(Gr* Pr)m6.37×105 <Gr <1.12×108 B =1.076 n =1/6Gr*=Gr N u = gαql4/ν2Q = Q/S式中，g为重力加速度，α为膨胀系数，q为热流密度，v运动粘度。
其中α，v通过干空气的热物理性质表获得。
外表面运用大空间竖直自然对流换热系数的方程[5]。
N u=C(Gr Pr)n104 <Gr <3 ×109C =0.59 n =1/43×109 <Gr <2×1010C=0.0292 n =0.392×1010 <Gr C =0.11 n =1/3Gr =gαΔTl3/ν2式中，g为重力加速度，α为膨胀系数，ΔT为壁面和气体温差，v运动粘度。
其中α，v通过干空气的热物理性质表获得。
下表面运用有限空间水平自然对流换热系数方程[5]。
N u =0.212(GrδPr)1/4, Grδ=1×104–4.6×105N u =0.061(GrδPr)1/3, Grδ>4.6×105Grδ=g αΔTδ3/ν2式中，g为重力加速度，α为膨胀系数，ΔT为壁面和气体温差，δ为有限空间特征长度，v运动粘度。
其中α，v通过干空气的热物理性质表获得。
内表面运用有限空间竖直自然对流换热系数方程[5]。
N u=0.197(GrδPr)1/4(H/δ) –1/9,Grδ=8.6×103–2.9×105N u=0.073(GrδPr)1/3(H/δ) –1/9,Grδ=2.9×105–1.6×107Grδ=g αΔTδ3/ν2式中，g为重力加速度，α为膨胀系数，ΔT为壁面和气体温差，δ为有限空间特征长度，v运动粘度。
其中α，v通过干空气的热物理性质表获得。
在求解过程中，选择求解器，确定分析类型为静态分析，定义分析选项，启动求解器进行求解。
求解过程如下：1) 选择求解器；2) 确定分析类型为静态分析；3) 定义分析选项；4) 启动求解器。
求解后，在通用后处理器中查看直动电磁阀阀头温度场的分析结果，得到温度场分布图。
求解过程采用ANSYS-APDL 语言。
由于自然对流换热系数的求解必须知道线圈表面温度值，因此，该过程为迭代求解。
求解算法如下示：设置初始线圈边界温度T aWhile{通过T a计算线圈自然对流换热系数定义内热源单位体积热量Q v加载自然对流换热系数求解直动电磁阀温度场获取边界温度T bT a= T a – |T a –T b|/2}刘潜峰等：直动电磁阀线圈温度场特性分析2计算方案根据控制棒运行工况，对电磁线圈的输入电流进行计算，同时为了获得其等效导热系数，对系数遍历求解使其符合实验结果。
因此，变化如下参数：输入电流为0.05A、0.10A、0.15A、0.20A、0.25A；等效导热系数为0.01–0.7 W·m–2，间隔0.01 W·m–2。
3计算结果如图3所示，在迭代计算10次以后，自然对流换热系数均到达稳定值，可以作为最终计算的输入参数。
Ex、In、Up、Down分别是外表面、内表面、上表面和下表面自然对流换热系数。
图3自然对流换热系数迭代情况Fig.3Iteration of the coefficient of heat transfer.输入电流从0增至0.25 A时，电磁线圈内外壁温度稳态变化如图4所示，其中1、2、3、4、5、6分别是图2中线圈各测量点，Up为线圈上表面中心点，Down为下边面中心点。
稳态温度随电流增加而增加，同时内壁温度高于外壁温度高于外壳，中心温度高于边缘温度。
图4线圈各个点温度Fig.4Comparison the temperature of the coil.图5为线圈等效导热系数随电流变化的曲线，等效导热系数随电流增加而减小。
并获得了等效导热系数和电流的函数关系式，为电磁阀高温设计提供了参考数据。
λ = –8533.3I4 + 4400I3 – 726.67I2 + 28I+ 3.22图5线圈等效换热系数Fig.5Coefficient of thermal conductivity of the coil.图6 为线圈最高温度随电流变化的曲线，线圈最高温度随电流增加而非线性增大，近似2次曲线。
线圈的最高温度低于其破坏温度300°C，保证了其正常运行。
图6线圈最高温度Fig.6Highest temperature of the head of the valve.图7为各个表面自然对流换热系数随电流变化情况，随着电流增加，对流换热系数增加。
对流换热系数大小顺序为：上表面，外表面，内表面，下表面。
Ex、In、Up、Down分别是外表面、内表面、上表面和下表面自然对流换热系数。
图7各个表面自然对流换热系数Fig.7 Surface coefficient of heat transfer.核技术 2013, 36(4): 0406504计算分析图8电流为0.15 A和0.25 A时线圈温度分布图。
当电流为0.15 A时，线圈最高温度为 82.41°C；当电流为0.25 A时，线圈最高温度为202.77°C，剧烈增加。
根据Q =I2R可知，式中Q为热量，I为电流，R为电阻，当电流增大时，热能增大，温度升高。
同时，呈现2次曲线关系(图4)。
由于线圈表面主要为自然对流换热，且内表面为窄空间，外表面为大空间，故内表面的换热系数要差于外表面的换热系数，因此，内表面的温度高于外表面。
由于热源处于线圈中心，故线圈中心的温度高于边缘温度。
图8线圈温度场Fig.8 Temperature field of the coil.图9的电流为0.15 A和0.25 A时线圈热流密度分布图。
可以看出，当电流0.15 A时，线圈最高热流密度为683.09 W·m–2，而当电流0.25 A时，线圈最高热流密度为1363.2 W·m–2，剧烈增加，这是由于电流大产生热量大，故热流密度大。