【摘要】：低壓直流開關(guān)作為日常生產(chǎn)和生活中必不可少的電器元件,因其優(yōu)越的性能、簡單的結(jié)構(gòu)、低廉的價(jià)位等優(yōu)勢,廣泛受到用戶的歡迎,一直沿用到現(xiàn)在。但在國際上開關(guān)電器競爭俞發(fā)激烈,如何提高產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)是目前研究的重點(diǎn)。目前,觸頭大多采用的是直線運(yùn)動方式開斷的,通過改變觸頭的開斷方式,掌握觸頭不同開斷方式下電弧的動態(tài)特性,探索有利于電弧熄滅的觸頭開斷方式,對于縮小燃弧時(shí)間,減小電弧對觸頭的燒蝕有重要意義。本課題針對觸頭旋轉(zhuǎn)開斷對直流空氣電弧影響規(guī)律的研究,提出直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的觸頭開斷方案,并與觸頭直線開斷過程中電弧的動態(tài)特性進(jìn)行對比分析。以磁流體動力學(xué)理論(MHD)為基礎(chǔ),建立三維直流空氣電弧的數(shù)學(xué)模型,通過多物理場耦合仿真得到觸頭不同開斷方式對直流空氣電弧運(yùn)動過程中弧根位置、弧柱體流速和電弧溫度的對比分布。分析表明:觸頭直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動開斷較觸頭直線運(yùn)動開斷加速了弧柱體的流動,加速了電弧溫度的降低,更有利于電弧熄滅。對于觸頭直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動開斷,通過改變觸頭的直線運(yùn)動速度和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動速度,利用數(shù)值仿真計(jì)算從本質(zhì)上認(rèn)識觸頭不同開斷速度下電弧動態(tài)特性差異的內(nèi)在機(jī)理,得到更有利于電弧熄滅的觸頭開斷速度配合。研究表明:在本文的速度范圍內(nèi),觸頭直線速度為1.2m/s、旋轉(zhuǎn)速度為1ms旋轉(zhuǎn)2°較其他觸頭開斷速度,更有利于電弧的熄滅。為驗(yàn)證仿真結(jié)果,本文搭建實(shí)驗(yàn)平臺。利用高速攝像機(jī)拍攝觸頭分?jǐn)噙^程中的電弧圖像,利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集電弧電壓、電弧電流波形,并分析觸頭不同開斷方式、不同開斷速度對電弧動態(tài)行為的影響。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相應(yīng)條件下的仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析,仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有一致性。本文的研究內(nèi)容對于低壓電器觸頭開斷方式的改進(jìn)有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM501.2
【圖文】：

真軟件進(jìn)行數(shù)值仿真分析。電弧的弧柱區(qū)域本質(zhì)上是熱等離子體性良好的特征，利用數(shù)值仿真對電弧的一些基本現(xiàn)象及運(yùn)動過程基本特性及開關(guān)電器的開斷性能研究的重要輔助手段。本章針對直流空氣電弧動態(tài)特性的研究，提出直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的觸頭開斷斷過程中電弧動態(tài)特性進(jìn)行對比分析。為此，以磁流體動力學(xué)理論立三維直流空氣電弧的數(shù)學(xué)模型，通過多物理場耦合仿真得到兩流空氣電弧運(yùn)動過程中弧根位置、弧柱體流速以及電弧溫度的對利于電弧熄滅的觸頭開斷方式。的開斷方案觸頭不同開斷方式下電弧的運(yùn)動特性，本文提出直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的觸頭直線開斷過程進(jìn)行對比分析，如圖 3.1 所示。圖 3.1a 中，動觸做直線運(yùn)動；圖 3.1b 中，動觸頭沿著圓柱的軸向下做直線運(yùn)動的動。

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文異甚至達(dá)到十個以上的數(shù)量級[61]。由于等離子體的這度等方面），相關(guān)學(xué)者常常將其進(jìn)行分類研究。最常用據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)等離子體分為 3 類：非熱力學(xué)平衡態(tài)等離ium，NLTE）、熱力學(xué)平衡態(tài)等離子體（CompleteThe熱力學(xué)平衡態(tài)等離子體（Local Thermal Equilibrium，研究的直流空氣電弧，屬于熱等離子體的一種，從仿條件（LTE），其數(shù)值過程可以通過磁流體動力學(xué)（MH論（MHD）描述了電弧等離子體中各物理場相互作用離子體運(yùn)動過程中各場量作用過程。

b XY 坐標(biāo)系示意圖圖 3.3 觸頭開斷的幾何模型ig. 3.3 Geometric model of contact break過程時(shí)，靜觸頭保持不變，為研究斷時(shí)動觸頭以一定的速度向下運(yùn)動下運(yùn)動的同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。計(jì)算區(qū)域中邊界是隨時(shí)間移動或者中采用網(wǎng)格變形和更新。網(wǎng)格變形網(wǎng)格變形時(shí)，指定動觸頭表面網(wǎng)動速度進(jìn)行設(shè)置（觸頭直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)速度這兩個速度）。初始網(wǎng)格劃分后解二階 Laplace 方程獲得計(jì)算區(qū)域格變形的期間，當(dāng)網(wǎng)格質(zhì)量低于

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2745429