利用开断模型分析引弧板对低压断路器电弧运动的影响

为了描述电弧在跑弧道上运动的动态过程,得出引弧板对低压断路器灭弧性能的影响规律,提出了一种基于开断模型的描述电弧在跑弧道(含引弧板)上运动全过程的分析方法。首先建立了一种基于多场耦合的对低压断路器开断过程进行仿真的方法,该方法通过对多体动力学仿真软件ADAMS进行二次开发,实现了开断过程中电路、电弧、气吹、电动斥力、复杂机械运动等多场域的相互耦合;然后以某带引弧板的低压断路器为分析对象,利用所提出的仿真方法,对电弧从起燃、运动、转移到熄灭的全过程进行了计算仿真,分析了不同引弧板形状对低压断路器开断性能的影响,并通过实验验证。计算与实验结果表明,钩状引弧板的弧形轮廓在迎着电弧运动方向上具有更大的接触面积,且弧角朝栅片方向弯曲符合电弧的整体运动趋势,有利于电弧在弧根转移后进一步进入灭弧栅片,从而减少触头的烧蚀和提升电弧进入栅片的效果。     

电弧运动通道对低压限流断路器开断过程重击穿现象的影响

以双断口断路器模型为研究对象，分别从气流场数值分析和试验角度探讨了不同电弧运动通道结构的影响，提出了一种有利于抑制断路器开断过程电弧重击穿现象的收缩型电弧通道。     

SF_6旋弧式断路器似稳吹弧磁场的数值分析

SF_6旋弧式断路器依靠相位上滞后的吹弧磁场对电流产生的电动力,使电弧在SF_6气体中快速旋转而熄灭。这种断路器的灭弧机理与磁场形态有密切关系,吹弧磁场是由通过吹弧线圈的电弧电流与铜套中的涡流共同产生的。本文用数值方法研究这种吹弧装置的似稳态磁场,计算结果与实验数据十分吻合,说明所采用的方法具有满意的精度。通过在不同条件下对吹弧磁场的数值分析,找到了吹弧装置的结构参数和材料性能与磁场的关系,并且还提出了在电弧电流零区获得最大磁场的途径。     

用高速摄影法研究电弧运动

作者根据电弧运动这一特定的研究对象,选用了三种高速摄影方法,对横向磁场中的电弧运动过程分别进行了多次拍摄试验。分析比较了此三种方法的优缺点及适用范围。 作者用第三种高速摄影方法观察了熔丝引燃过程、电弧起始停滞现象、弧根在运动过程中的停滞现象、弧柱运动和电弧熄灭过程,发现其中某些特异现象及电弧运动的过程细节,对于进一步探索电弧运动机理有重要意义。     

利用傅里叶级数理论的电弧混沌特性分析及实验研究

以高压SF6断路器开断过程中具有短路电弧的气流场数学模型建立为基础,以涡量变量、温度变量为特征量,利用二维傅里叶级数展开,得到高压SF6断路器描述电弧及气体运动的混沌特性方程。通过时间历程图、相图、Lyapunov指数图,证明高压SF6断路器电弧及气体运动系统中存在混沌特性。利用可拆卸灭弧室实验平台,采集电弧开断过程中的电流、电弧电压等数据,运用C-C算法进行数据处理,实验数据表明,当断路器额定电流、吹弧速度达到一定值后,电弧及气体运动系统出现混沌现象,并且随着额定电流、吹弧速度的增加,系统最大Lyapunov指数也增大。     

自能式SF6断路器开断过程的分析

为改进灭弧室设计 ,将喷口电弧的微积分模型及气流场分析中的特征线法联立起来 ,对开断过程中电弧与气流场间的相互作用进行了模拟 ,并通过能量平衡方程对断路器的机械特性进行了计算 ,得到了各个时刻操动机构的运动特性、膨胀室的状态参数及灭弧室内气流场、电弧的动态特性。部分计算结果与试验值进行了比较 ,二者基本吻合     

具有图形组态功能的电弧快速光纤测试系统

研究开发了一整套新型二维光纤系统用于低压塑壳断路器(MCCB)开断过程电弧运动形态的测试。系统的软件部分采用观察者对象行为型设计模式，通过建立动态图元与实验数据之间的松散耦合实现了图形组态功能，增强了系统的适用性和灵活性，从而对MCCB中电弧运动形态进行有效地仿真分析。采用非均匀介质纤维透镜，在观察原理上解决了光纤测试系统观测区域重叠的问题。电路设计采用全硬件控制逻辑，使大量数据的同步实时高速采集过程不再受微处理器总线操作周期与容量的限制。实验结果表明，该系统能够有效地直接观测电弧的运动形态，为研究和提高塑壳断路器的开断性能提供了更为先进的精确测试手段。     

馗叩缪梗樱芲6断路器灭弧室的发展及其全场域数值分析

文中提出了特高电压ＳＦ６断路器的发展途径和灭弧室设计指导思想的３个重要新观点．叙述了所建立的电弧二维动态数学模型，灭弧室全场域中二维电场、二维气流场和介质强度恢复特性的数值分析．对提高ＳＦ６断路器开断能力，为５５０ｋＶ单断口ＳＦ６断路器的发展提供了理论依据和实用的计算机模拟     

电势法和磁场法在直流电弧炉电弧射流数值模拟中的对比

针对直流电弧炉冶炼过程,在二维近似条件下,利用PHOENICS程序对直流电弧炉内电弧射流的磁流体力学模型进行了数值模拟,分析了电势法和磁场法在电弧射流数值模拟研究中的异同,并将这两种方法的计算结果与已有的实验结果进行了比较.结果表明,磁场法的计算结果高于电势法且与实验结果更加接近;但从数值模拟的角度看,电势法更易实现.     

减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法,计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布,外加磁场线圈放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段,控制磁场增加了电磁推力,加速了电弧斑点的运动,从而达到减轻烧蚀的目的．     

六氟化硫旋弧灭弧室残余磁场与介质恢复特性

在 SF_6旋弧灭弧室中,电弧熄灭后还存在着衰减的残余磁场,它与恢复电压产生的电场共同作用在游离的间隙上.本文分析了残余磁场及其影响,并采用合成回路技术测量了旋弧模型灭弧室的弧后介质恢复强度,得出了磁场与电场一起作用下恢复的结果.     

真空电弧阴极斑点群集聚的主导作用研究

利用动态图像高速微机系统，对真空电弧纵向磁场触头燃弧及重燃过程进行了动态拍摄，对比分析了不同开距下宏观动态图像、微观电子密度和电弧中心光强的不同时域特征．指出高电压等级真空电弧纵向磁场下小开距阴极斑点群先行集聚也会导致阳极斑点形成，且重燃点仍在原阴极，并对此现象作了解释．     

轨道交通直流断路器灭弧室优化设计

为缩短直流断路器灭弧时间,增强灭弧性能,选用能够增加灭弧能力的纯铁材料和镀锌工艺,采用V形对称双列布置金属栅片,增加导弧板和电弧与栅片的接触数量,优化灭弧室结构;并选取灭弧栅的3个栅片倾斜角度,运用Fluent模块进行燃弧阶段灭弧室气流场仿真,通过设置不同入口流速分布分析灭弧室内气流场分布情况,确定45°为最优的灭弧栅片倾斜角度,完成轨道交通用直流断路器灭弧室的优化设计。仿真结果表明,优化后的直流断路器灭弧室,可使电弧更加快速充分地与灭弧栅片接触,缩短燃弧时间,提高分断性能,改善灭弧效果。     

基于Maxwell的悬挂式无刷爪极电励磁发电机磁极参数优化分析

悬挂式无刷爪极发电机具有励磁调节方便、无附加磁路气隙、磁路对称、工作可靠等优点,同时也存在漏磁系数大、发电效率较低的问题。通过对悬挂式无刷爪极发电机磁极结构尺寸的参数化分析,实现磁极参数的优化和发电效率的提高。利用有限元软件对发电机不同参数建模仿真,结果表明:与法兰盘相连的弯折半径是决定磁路磁场饱和的主要因素;磁极厚度、极弧系数等磁极参数存在最优取值范围,优化后发电机主气隙峰值磁密提高、平均值增大,发电效率提高。补充了悬挂式无刷爪极电机的仿真分析基础,可据此对相关参数进行匹配设计。     

原子核磁共振显微检测芯片的磁路设计

基于磁路设计理论首先设计了一种适用于原子核磁共振显微检测芯片的永磁磁路;然后根据磁路磁通折射定理和基尔霍夫第一定律对设计的磁路模型进行理论分析,提出了单一匀场环磁路性能优化方法;最后利用有限元方法分别计算了优化前的磁路、单一匀场环优化后磁路和传统的双匀场环优化后磁路.计算结果表明:相比优化前和采用传统的双匀场环优化后的...     

纵向磁场约束等离子弧的试验研究

本文进行了纵向磁场约束等离子弧加工试验，并分析了受约束等离子弧的加工质量，阐述了纵向磁场约束等离子弧的机理。     

过滤管道磁场对改进弧沉积系统弧放电和传输效率的影响

在 90°磁过滤管道和MEVVA源阴极之间加一 30～ 60V的正偏压 ,可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用 .在此情况下对磁过滤管道磁场对MEVVA源阳极 阴极以及磁过滤管道 阴极 2个回路弧放电以及磁过滤管道等离子体传输效率的影响进行了实验研究 .研究表明 ,磁过滤磁场升高 ,磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模降低 ,系统的等离子体传输效率升高 ,但对MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模影响不大 .     

尖状磁场约束等离子弧的实验研究

本文设计出尖状磁场约束等离子弧的装置，进行了磁场约束等离子弧的加工实验。并且研究了约束等离子弧的截面形状、弧电压等特性，分析了约束等离子弧的加工质量。     

自能式SF6断路器介质强度的计算与分析

为改进灭弧室设计 ,应用有限元法对一自能式 SF6断路器灭弧室的绝缘强度进行了计算分析 ,得到了影响灭弧室电场分布的主要因素并提出了改善电场分布的有效方法。应用流注理论对断路器开断过程中的介质强度进行了计算分析。利用这一方法可以使介质强度的分析由定性变为定量 ,对灭弧室的设计和改进有重要作用     

SF6断路器灭弧室内电弧与气流间的相互作用

采用将一维电弧模型与二维气流场相结合的计算方法，对ＳＦ６断路器灭弧室内大电流稳态燃弧期间电弧与气流间的相互作用进行了计算分析，着重研究了电弧阻塞效应及其应用，并对不同灭弧室结构对热气流场的影响进行了探讨，最后给出了更适合于混合型ＳＦ６断路器的灭弧室结构。