不同磁场下激光触发真空开关开断能力研究

发布时间：2024-02-19 21:03

　　目前脉冲功率技术对开关设备导通及开断性能指标的要求更加严苛,研制出综合性能优良的脉冲功率开关势在必行。作为一种新型脉冲功率闭合开关器件,激光触发真空开关(Laser Triggered Vacuum Switch,LTVS)结合了TVS与LTGS的技术特点与优势,采用短脉冲激光作用靶材以产生初始等离子体来导通真空间隙,凭借其导通时延及抖动小、触发可靠性高、使用寿命长等优越性能已经在电磁发射技术、电力系统保护等领域得到一定应用,并且展现出巨大的发展前景。鉴于此前对LTVS的研究大多关注在触发特性及其导通性能的优化,而对于其开断性能的相关研究较少。本文首先基于TVS开断过程探讨了LTVS开断机理,分别概述了电极自生磁场及外加磁场对真空电弧的作用机理,并通过SolidWorks软件依次建立横、纵磁电极三维模型,采用Ansoft Maxwell软件对其进行了电磁场仿真分析,结合电磁场仿真结果,探讨并分析了磁场对LTVS开断能力的影响。其次,基于可拆卸真空腔体搭建LTVS开断实验平台,选用杯状纵磁电极和万字型横磁电极,考察电极间距、电流频率及极性配置方式、触发材料在不同电极自生磁场下对LTVS开...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 激光触发真空开关研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究的目的与意义
    1.4 本文的研究内容与章节安排
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 章节安排
2 激光触发真空开关开断机理研究及仿真分析
    2.1 激光触发真空开关开断机理分析
    2.2 真空电弧与磁场作用机理分析
        2.2.1 电极自生磁场对真空电弧的作用
        2.2.2 外加磁场对真空电弧的作用
    2.3 电磁场仿真分析
        2.3.1 电极自生磁场分布
        2.3.2 Helmholtz线圈磁场分布
    2.4 本章小结
3 激光触发真空开关开断实验设计
    3.1 实验平台的搭建
        3.1.1 激光触发真空开关
        3.1.2 激光触发系统
        3.1.3 LC实验电路
    3.2 实验步骤与方案
        3.2.1 实验步骤
        3.2.2 实验方案
    3.3 本章小结
4 不同电极自生磁场下LTVS开断能力
    4.1 电极间距对LTVS开断能力的影响
    4.2 频率和极性配置对LTVS开断能力的影响
    4.3 触发材料对LTVS开断能力的影响
    4.4 本章小结
5 不同外加磁场下LTVS开断能力
    5.1 脉冲磁场发生器的设计
        5.1.1 Helmholtz线圈
        5.1.2 脉冲磁场外电路
    5.2 外加磁场施加时刻对LTVS开断能力的影响
    5.3 外加磁场方向对LTVS开断能力的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3903314