大功率直流继电器触点侵蚀模型仿真分析及实验研究

发布时间：2022-08-02 16:44

　　近年来,随着航天、船舶、分布式发电技术不断发展,高电压、大功率、长寿命、小型化继电器在开关电器领域的应用变得更加广泛。继电器电触点作为电器产品中最关键的部位之一,动静触点分断过程中产生的电弧会使表面发生侵蚀现象,进而影响继电器产品的可靠性和寿命。目前为止国内外研究很少涉及各条件因素（触点材料、环境气氛、横向磁场、分断速度等）对高压大功率直流继电器触点侵蚀量影响规律的建模及仿真计算研究,不能为触点的抗侵蚀设计和优化提供准确的理论依据。本文分别基于传统传热模型和流体动力学传热模型计算了触点熔池的温度场分布,通过改进的概率统计喷溅模型仿真计算触点的喷溅侵蚀量,研究了不同触点材料、阴阳极、电压电流条件、环境气氛、横向磁场、分断速度方面对侵蚀量的影响,并进行了实验结果与仿真结果的对比验证分析。基于传统传热模型对纯银触点进行熔池温度场仿真计算,得到其熔池温度场时变图、银材料相变图、中心点温度变化曲线、最高温时刻上表面径向温度曲线、最高温时刻轴向温度曲线,并提取熔池宽度、熔池深度、熔池体积等熔池相关参数,为喷溅量的计算提供熔池基本参数条件。基于改进的概率统计喷溅模型和Borkowski电弧阴阳极能量... 

【文章页数】：137 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 课题的国内外研究概况
    1.3 本文主要研究内容
2 电弧对触点表面的热作用分析
    2.1 触点材料温度场建模
    2.2 触点材料温度场的计算与处理
    2.3 本章小结
3 触点材料喷溅侵蚀模型及其影响分析
    3.1 改进的概率统计喷溅侵蚀模型
    3.2 不同材料对触点喷溅侵蚀量的影响分析
    3.3 不同电流条件阴阳极触点喷溅侵蚀量的对比分析
    3.4 气氛、横向磁场和分断速度条件对触点喷溅侵蚀量的影响分析
    3.5 本章小结
4 基于流体动力学的触点综合系统侵蚀仿真分析
    4.1 触点综合系统流体动力学仿真模型
    4.2 各影响因素下触点综合系统侵蚀仿真模型计算结果及分析
    4.3 本章小结
5 触点分断过程电弧侵蚀实验研究
    5.1 实验平台搭建及实验结果测量分析方法
    5.2 不同材料对触点侵蚀量的影响实验研究
    5.3 不同气氛对触点侵蚀量的影响实验研究
    5.4 不同分断速度和横向磁场对触点侵蚀量的影响实验研究
    5.5 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 全文展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间科研成果



本文编号：3668879