随着科学技术的发展,液压支架电液控制系统的使用使得工作面的高产高效成为可能,促进了煤炭开采机电一体化领域的迅速发展,电磁先导阀作为液压控制系统的核心器件也为采煤效率的提高奠定了基础,然而电磁先导阀中的本质安全型电磁铁更是尤为重要。本质安全型电磁铁虽然结构简单,但由于磁路复杂,磁场和温度场不断变化,加之导磁材料的非线性等因素,使得设计一款结构优化,性能优越的电磁铁变得复杂。目前我国矿用电磁铁多依靠进口,增加了维修成本与维修周期,且矿用电磁铁设计很少,大部分是比例电磁铁的设计,所以设计仿真出一款适合我国的电磁铁对矿用电磁铁的国产化具有推动作用。本文通过电磁场与电磁铁的相关理论知识并结合已有电磁铁的设计方法,在分析了工况的条件下,初算出矿用直流电磁铁的基本尺寸并用等效磁路法进行了磁路的验算,由于初算时很多数据都是依照经验参数选取,所以其性能不能保证,利用Ansoft Maxwell的参数化求解对初算后的关键尺寸进行了参数化分析,得出不同尺寸下工作气隙-电磁力曲线。然后根据优化后的尺寸参数利用Ansoft Maxwell对其进行二维的静态仿真分析,动态仿真分析,利用Ansys进行了温度场仿真分析,得出优化后的电磁铁的性能有了很大改善。除此之外,本文还特别进行了三维的静态仿真分析和动态仿真分析,由于在Ansoft Maxwell软件中还能特别对已知路径上的场图进行分析,故对工作气隙处专门设为路径来分析研究,保证了电磁吸力为准恒力的特点,验算了电磁铁的各个性能都有提高。本课题不仅根据工况设计了一款结构优化且性能良好的本质安全型电磁铁,而且对其他种类的电磁铁设计提供一定的理论依据,促进了电磁铁与电磁阀的快速发展。