电弧作用下银基触头温度场的有限体积法分析

推导了电弧热流密度关于电路电压和电流的数学表达式.基于有限体积方法和显热容法,对银基触头材料受电弧作用的温度场进行了数值分析.计算中有效处理了复合触头材料的物性参数,分析了触头材料熔池的特征.计算表明:在相同条件下,纯Ag触头材料的熔化面积最小,而AgZnO(10)触头材料的熔化面积最大;熔池大小随电压和电流的增加而增加,但电压的影响更为显著.     

电弧力对触头表面形貌特征的影响

根据触头材料电弧侵蚀的开断实验及实验后触头表面的微观分析,发现触头表面电弧侵蚀形貌特征与电弧力有直接关系。通过进一步研究,提出了电弧力是导致液态金属流动和形成液态喷溅状、斑点状形貌特征的主要原因,并进行了深入的理论分析。     

扩散型真空电弧的弧后电流

研究了一种新的弧后电流测试方法；以较高的灵敏度和抗干扰能力测得了扩散型真空电弧的弧后电流值；给出了计算与实测的比较结果；分析了不同电源条件下的弧后电流。文中指出，扩散型真空电弧的分断极限是由电击穿决定的，而不由弧后电流引起的热击穿所定。     

旋转磁场作用下电弧螺旋不稳定性的数值研究

讨论了大气压、轴向磁场作用下电弧螺旋不稳定性。在给定电子温度分布情况下，采用双层准通道模型，通过数值求解电磁场方程以及质量守恒、动量守恒、能量守恒方程等，分别给出了短波和长波扰动下的色散关系。数值结果表明，粘滞力、轴向磁场约束对螺旋不稳定性具有抑制作用。     

电流型串联电弧故障检测

通过实验模拟对低压配电线路电弧故障的特征进行分析研究,采用Mallat算法对低压线路电弧故障电流实施变换,获得各尺度小波变换的小波分量,与正常运行分量相比其故障特征明显,且高尺度的小波分量还可以抑制噪声干扰.为了避免配电线路中负载的启动电流,对电弧故障检测产生可能的误判影响,还对启动电流和电弧故障的小波分量加以比较.研究表明,多尺度小波变换可有效判别电弧故障及区分负载启动电流,在电弧故障检测中具有良好的鲁棒性.     

基于加权差分电流的直流故障电弧检测方法

为了解决低压直流系统中传统电弧故障检测方法精确度不足及对不同系统通用性较差的问题,本文提出一种新的基于加权差分电流的直流电弧故障检测方法。首先搭建直流源实验平台,开展串联直流电弧高频特性实验,利用快速傅里叶变换提取电弧电流的特征频段为20～30 kHz、40～50 kHz和55～65 kHz。然后,研究电极材料和负载类型对电弧特征频率的影响,实验结果表明直流电弧的特征频段不随电极材料和负载类型改变。将3个特征频段内幅值的最大值I_max、幅值之和I_sum以及幅值的标准差I_std作为特征参量。基于对电弧电流特征频段和特征参量的双重加权差分,利用差分结果是否大于阈值0.5作为直流故障电弧检测判据。最后,在低压直流系统和光伏系统中验证所提出检测方法的有效性。检测方法能够准确区分开关动作与负载突变等系统正常操作。该方法克服了传统单一频段单一指标检测方法的不稳定性,能够有效检测直流电弧故障,提高检测的准确性,并在光伏系统中验证了检测方法的通用性。检测方法对保障低压直流系统的安全稳定运行具有重要的应用价值。     

PI控制的故障电弧电流还原装置设计

针对故障电弧保护电器动作特性测试的试验周期长、效率低等问题,设计了基于PI控制的电弧电流还原装置.通过搭建Multisim与LabVIEW联合仿真环境对电流还原装置的硬件电路进行仿真,以此验证方案的可行性.同时调试硬件装置进行试验验证,对比原始信号与还原信号的时域、频域特征参数和THD值作为电流还原度指标.试验结果表明,电弧电流还原整体还原度良好,该装置基于原始电弧故障数据给电弧故障检测算法和AFDD产品测试提供了更加真实和便利的测试条件.     

GTA电弧温度场流场数值计算

针对自由燃烧的电弧建立了二维稳态的轴对称模型,研究了电弧的传热和流体流动,计算了电弧温度场和速度场的分布等重要的物理数据.有助于理解焊接电弧的物理特性和指导实际应用.方程的求解采用的是以SAMPLE算法为基础编写的通用热流计算软件PHOENICS.计算的条件为电弧电流200A,弧长10mm,氩气作保护气体.计算得到的电弧温度场与文献测量结果吻合良好.压力场、流体速度和电势的计算结果与文献计算结果相一致.     

扩散型真空电弧的弧后电流

研究了一种新的弧后电流测试方法;以较高的灵敏度和抗干扰能力测得了扩散型真空电弧的弧后电流值;给出了计算与实测的比较结果;分析了不同电源条件下的弧后电流.文中指出,扩散型真空电弧的分断极限是由电击穿决定的,而不由弧后电流引起的热击穿所定.     

墙体传湿对内表面温度的影响关系研究

建立了以相对湿度和温度为驱动势的热湿耦合传递数学模型,并对模型准确性进行了验证.以松木板墙和砖墙为例,利用所建数学模型对其在不同热湿环境下进行计算分析,结果发现:在稳态条件下,松木板墙内表面温度比未考虑传湿情况最多低1.4℃,砖墙内表面温度比未考虑传湿情况最多低0.7℃;在周期性边界条件下且不考虑传湿时,松木板墙和砖墙内表面温度始终高于室内空气温度,考虑墙体传湿时,墙体在白天有部分时间段内表面温度低于室内空气温度,有利于室内热环境的改善;松木板适合在室内空气含湿量变化幅度较大的地区作墙体材料,而砖适合在干燥且室内空气含湿量变化幅度较小的地区作墙体材料.     

阴极弧电流对TiN及(TiTa)N薄膜结构和性能影响

利用电弧离子镀技术在高速钢基体上制备了TiN和（TiTa)N薄膜,采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对薄膜的微观组织结构进行了系统分析,研究结果显示：随着阴极弧电流的增加,沉积温度线性上升,薄膜由（111）织构向无择优取向转化,阴极弧电流对TiN薄膜的显微硬度影响较大,而对（TiTa）N薄膜的显微硬度无显著影响,此外,讨论了阴极弧电流对TiN和（TiTa)N薄膜的微观组织和性能的影响机制。     

圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸的计算

为方便圆弧齿轮的测量和提高计算效率,从圆弧齿轮的齿面方程入手,推导出圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸的计算公式.根据圆弧齿轮的成形特点,进一步导出圆弧齿轮弦齿厚的近似计算公式,并举例计算圆柱双圆弧齿轮弦齿厚测量尺寸.两种计算结果比较表明,近似公式的误差仅为0.001mm,完全满足工程要求的精度.近似公式计算简单方便,大大提高了计算效率.     

潜供电流影响因素的研究

本文考虑到线路中由于超高压输电线路的潜供电弧燃烧时间长,如果不能及时熄灭,将造成单相自动重合闸失败,从而影响供电安全和系统稳定.为此本文首先通过电路理论推导出抑制潜供电流的并联电抗器中性点小电抗以及潜供电流的容性、感性以及总潜供电流计算公式,以便精确计算短距离单回输电线路的潜供电流.本文利用仿真软件Matlab仿真分析了线间距离以及不同的补偿方式对潜供电流的影响.     

相变材料蓄冷球蓄冷过程的研究

采用了焓法模型对一种新型的相变材料在球内的凝结过程中进行了数值求解,得到了在第一类边界条件下相变时间与球径和传热温差的关系,以及相变界面位置变化与相变时间的关系等结果。该结论可以指导各种蓄冷器的设计和系统的蓄冷控制。     

基于并联均流技术的直流变换器

随着装备信息化的发展,各种仪器设备对电源容量的要求越来越高,而多模块并联是增加直流电源容量的主要途径之一。针对并联系统中由于单体特性不同造成的负载电流不平衡问题,分析了几种常用均流方法的优缺点,并采用最大电流均流法设计了均流控制策略,在电压电流双闭环控制基础上增加了一个均流环,形成一个三环控制系统。利用Matlab搭建了2个电源模块并联仿真模型,分别进行了有均流环和无均流环2种情况下的仿真,并进行了实验验证。实验结果表明该均流控制策略具有较好的均流效果。     

导热控制相变问题的一种隐焓解法

在变换焓公式、分离潜热源项的基础上,提出了计算导热控制相变问题的一种等体积节点跳跃隐焓解法。其基本特征是固定空间节点而改变时间步长,确保相前沿总是位于一预先给定的计算节点上,从而将潜热源项的变化处理为内热源项的定常变化。此法适用于计算直角、柱、球座标下的一维导热控制相变问题。     

纳米技术在相变储热领域的应用

将纳米技术,尤其是纳米材料制备技术应用于相变储热领域,可以得到纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料以及纳米高温相变材料。纳米级相变材料的开发将拓宽相变储热技术的应用领域。本文综述了纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料和纳米高温相变材料的研究进展,介绍了纳米相变材料的应用。     

TIG电弧弧柱机制的静电探针分析

利用自行研制的运动铜丝静电探针,对TIG电弧进行低扰动诊断,测量弧柱区不同位置的电位.结合静电探针与等离子体相互作用机理分析电位波形的形成机制.研究发现,当探针位于电弧的中央区域时,探针与载流等离子体和非载流等离子体发生交替接触,使探针上的电位呈负电位和零电位交替变化.据此提出摆动载流通道TIG电弧模型.在电极的阴极斑点和工件的阳极斑点之间,形成一种直径小于弧柱的载流通道,它以数百赫兹的频率,在电弧内部温度较高的等离子区旋转和摆动,承担所有的电弧电流.而在载流通道没有运动到的外围温度区域,则呈现温度较低的负离子区.     

焊接电弧声与飞溅的相关性研究

建立了计算机检测分析系统，对ＣＯ２焊接电弧声与飞溅的关系及影响飞溅的因素作了深入研究．结果发现了焊接飞溅与短路结束时电弧声能量及短路平均声能量成线性关系，从而提出用电弧声能量来表征焊接飞溅的新型传感方法．