CO2气体保护焊控制系统及其实现

为了控制CO2气体保护焊过程中焊接电弧的稳定,提出了焊接电流和平均燃弧电压双闭环实时控制模式并进行了试验研究.在燃弧峰值和燃弧基值分离控制的基础上,研究了两者对电弧稳定性的影响规律,首次提出燃弧占空比的概念,并指出燃弧占空比是CO2气体保护焊过程中电弧稳定性的决定因素.该控制模式通过实时改变峰值电流持续时间调整燃弧占空比,实现了电弧电压的自动调整,保证了焊接过程的稳定性.     

颗粒状石英砂熄弧性能的对比研究

本文用在直流条件下开断相应于最大电弧能量电流(I_2)的方法,对几种熔断器中常用的石英砂进行了熄弧性能的对比试验,并提出了熔断器填料熄弧性能的评审参数。试验结果表明:在开断大电流情况下,大林砂特别是大林2砂的熄弧性能较其它砂类优越。最后,对采用大林砂后熔断器发生炸裂问题提出了新的看法。     

直流电路触点分离初速度对分断的影响

分断电弧的燃弧时间和能量是触点分断过程研究的重要参数,应用自行设计的实验模型,在室温条件下,并在电阻性电路和电感性电路中,测量了金触点的电弧电压和电弧电流波形;运用非线性回归分析的方法,分析了触点分离初速度对触点分断的两具重要参数（液态金属桥存在时间和电弧燃弧时间）的影响;论证了天一定条件下提高触点分离初速度有利于电弧燃弧时间和能量的减少问题,这种影响在电阻性电路中更显著,该结果对于改善触点机构设计,提高触点分断性能具有参才价值。     

触点分离初速度与电弧能量关系的研究

继电器触点的电磨损量与分断电弧释放的能量直接相关,因此直流电弧的电弧能量对继电器触点的寿命和可靠性有重要影响.研究了触点分离初速度(动触点与静触点刚刚分离时刻的动触点速度)对电弧能量的影响.利用自行设计的实验模型,测量了阻性负载和感性负载条件下继电器常用触点的触点电压和电流曲线,分析了触点分离初速度对液态金属桥能量、金属相电弧能量、气体相电弧能量以及电弧总能量的影响,论证了在一定条件下提高触点分离初速度有利于电弧燃弧能量的减少.研究结果可以为继电器触簧系统设计提供参考和依据,并为继电器的总体优化设计奠定基础.     

自能式SF6断路器灭弧室气压特性及对开断性能的研究

自能式SF6断路器的灭弧室体积的大小对开断过程中的影响很大,灭弧室体积较大,电弧加热气体气压较低,不足以熄灭电弧体积较小,短燃弧熄弧能力较强,但长燃弧熄弧能力较弱.以热力学第一定律和流体动力学为基本原理,建立起灭弧室内气压特性的数学模型,对几种不同结构参数的自能式SF6断路器的开断能力进行了研究.所得结果,很好的体现了自能式SF6断路器的压力特性.     

水蒸气保护焊短路过渡动态过程研究

在测定了水蒸气作为保护气体时的电弧物理特性参数的基础上,对水蒸气保护焊下短路过渡的动态过程进行了模拟,模拟结果与实验结果相吻合,随着电源电压与电感值的升高,短路过渡形式由燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧,向燃弧－－短路－－燃弧过渡,研究了电源电压、电感和送丝速度等焊接参数对短路过渡动态过程的影响,把电弧过程呈燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧交替进行,并且熄弧时间最短,短路频率最高作为研究目标,找出此条件下具体的电源电压与电感值及其关系,为制定焊接规范提供依据。     

低压交流接触器电弧形态转变与运动特性研究

针对以往电弧图像高速采集系统拍摄成本高,处理周期长,可用信息少的缺点,本文在CCD高速成像技术的基础上建立了新型电弧图像高速采集系统并利用该系统成功拍摄到低压交流接触器开关电弧在燃弧过程中的一系列图像.利用该新型电弧图像高速采集系统对CJX1-12/22型号的交流接触器进行了电弧形态转变与运动特性的研究.通过对所得电弧图像信息的分析处理得到低压交流接触器电弧在不同时刻的弧柱直径及电弧运动速度的数值并归纳出低压交流接触器电弧在燃弧过程中的运动特性,为研究和提高低压开关电器的可靠性和分断能力提供了理论依据.     

纵向磁场对电弧带电粒子密度和电压噪声的影响

在稳态模型和局域热力学平衡的假设下，从动量方程出发，推导了施加纵向磁场后真空电弧带电粒子密度的数学表达式.在此基础上，分析了纵向磁场对真空电弧带电粒子密度和电弧电压噪声所产生的影响，得知施加纵向磁场之后电弧带电粒子密度增加了而电弧电压噪声减小了，由此抑制了真空电弧由扩散型向集聚型的转变，从而延缓了阳极斑点的生成，提高了真空开关的开断容量.     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形,研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点,发现其电弧过程行为有“燃弧－熄弧－短路”两种形式,在焊丝直径和送丝速度一定的情况下,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压,可以改变电弧的过程行为形式。若电弧过程呈“燃弧－熄弧－短路”交替进行,并且熄弧时间最短时,短路过渡频率最高,在这种情况下,飞溅小,焊道成型好,焊接过程稳定。     

隔离开关电弧模型及参数对特快速暂态过电压仿真结果的影响分析

为了研究隔离开关电弧模型及其参数选取对特快速暂态过电压(VFTO)仿真结果的影响,以特高压单机、单变、单回线供电方式的气体绝缘组合电器(GIS)仿真试验回路为例,对隔离开关电弧模型及参数选取情况进行了分析,并采用不同参数的电弧模型对VFTO进行仿真计算,得到了相关模型及其参数对VF-TO仿真结果的影响规律。仿真结果表明,击穿过程对VFTO的陡度影响最大,击穿延时越短,VFTO的陡度越大;稳态燃弧电阻对VFTO的幅值影响最大,燃弧电阻越大,VFTO的幅值越小;熄弧过程会影响VFTO的衰减速度,熄弧时间越长,VFTO衰减的也越慢;为VFTO仿真中GIS隔离开关电弧模型及参数的选取提供了参考,对选取合理的模型及参数进而评估VFTO水平具有重要的意义。     

焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性,在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要.采用德国汉诺威大学"材料连接焊接工艺研究中心"开发的汉诺威焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tC频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

全数字化脉冲CO2焊控制系统的研究

基于数字信号处理器（DSP）,采用斜特性控制技术研制了全数字化脉冲CO2焊控制系统,通过燃弧平均电压反馈燃弧峰值电流,调节焊接电源外特性斜率,实现全恒流条件下焊接过程电弧的自动调节。试验结果表明：系统抗干扰性强,能够在严酷环境下正常工作。     

GIS中隔离开关燃弧电路模型及VFTO的研究

结合GIS隔离开关气室的实际结构与电弧的特点,建立电阻和电感元件串联等效燃弧电路模型,利用贝杰龙数值计算方法建立动态等值电路,计算出GIS中各主要元件处的快速暂态过电压(VFTO),得出断路器开断端的支撑绝缘子处VFTO波形的幅值为最高值.提取出该处VFTO波形的频率分量和对应的电压信息,分析认为VFTO可能导致断路器开断端支撑绝缘子发生放电和热击穿现象.     

SF6压气式模型灭弧室喷口电弧温度的光谱诊断

采用光谱诊断方法,利用光栅光谱仪结合高速摄影机等仪器对压气式模型灭弧室中的SF_6气吹电弧进行了光谱分析,获得了开断过程中喷口喉部弧柱径向平均温度的动态特性。试验结果表明,在开断过程中,喷口电弧(电流峰值750 A)最高温度可达23000K.同时还获得了开断过程中喷口喉部弧柱径向平均温度的变化范围。试验结果都是对选取的Cu_1原子谱线进行分析后获得的。最后,在光谱分析的基础上分析了弧柱内的能量耗散。     

高压SF6断路器三维动态电弧仿真

为了研究高压SF ₆断路器在短路开断过程中电弧的变化情况,建立了三维能量源动态电弧模型和三维气流场模型.考虑到电流变化对整个气流场中压力、温度以及电弧形态的影响,将电弧模型、旋气式断路器气流场模型以及触头的机械运动通过计算机耦合并行求解,对电弧与气流场的共同作用进行分析.仿真结果表明,该电弧模型可以反映出电弧从燃烧到熄灭过程的形态变化和能量逸散过程,得出了电弧和熄弧期间喷口压力的变化规律.     

磁旋转滑动弧电参数与电弧图像分析

研究磁场驱动旋转滑动弧的物理特性.在反应系统中,高压直流电通过滑动弧两极产生稳定的电弧,由切向进气的载气吹起并产生旋转滑动弧,在滑动弧区域内附加磁场用以加速滑动弧的旋转.研究表明:磁场驱动不仅可以提高等离子滑动弧旋转速度,而且可以增大等离子体在气流场中的分布.当空气作为载气时,电弧电压电流波形最稳定,周期为3.5～4.4ms;当氧气作为载气时,电弧击穿电压低于800V,维持电压低于500V,平均功率为95.8W,相对其他载气时较低,电弧电压图像存在平稳过渡区.利用高速摄影技术研究磁感应强度变化时电弧的运动情况.结果显示:低磁感应强度时旋转滑动弧会出现双弧现象;高磁感应强度时电弧不再断裂,与外电极的接触点出现近似等速的跃迁.     

自能式SF6断路器灭弧室气压特性计算及分析

自能式SF6断路器的灭弧室体积大小对开断性能的影响很大，若灭弧室体积较大，电弧加热气体气压较低，不足以熄灭电弧；体积较小，长燃弧熄弧能力较弱。以热力学第一定律和流体动力学为基本原理，建立起灭弧室内气压特性的数学模型。对改变结构参数的自能式sF6断路器的气压特性进行了计算。并分析了自能式SF6断路器的开断性能。     

焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性，在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要．采用德国汉诺威大学“材料连接焊接工艺研究中心”开发的汉诺威焊接质量分析系统，对焊接过程电参数进行精确的统计分析，自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tc频数分布图，并且精确地得出相关数据．试验结果表明，汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化，为科学评价焊接材料工艺性，提供了新的手段．     

SF_6压气式模型灭弧室喷口电弧温度的光谱诊断

采用光谱诊断方法,利用光栅光谱仪结合高速摄影机等仪器对压气式模型灭弧室中SF_6气吹电弧进行了光谱分析,获得了开断过程中喷口喉部弧柱径向平均温度的动态特性,试验结果表明,在开断过程中,对于本试验条件下的SF_6喷口电弧(电流峰值750A)最高温度可达23000K左右。同时还获得了开断过程中喷口喉部弧柱径向平均温度的变化范围,试验结果都是对选取的CuⅠ原子谱线进行分析后获得的。最后,在光谱分析的基础上分析了弧柱内     

迫击炮用片状变燃速发射药的内弹道性能研究

基于经典内弹道理论建立了片状变燃速发射药的内弹道计算模型.基于该模型研究了片状变燃速发射药的外层药弧厚与药片弧厚之比、内外层火药燃速比、发射药外层火药力对内弹道性能的影响.并通过某型迫击炮对片状变燃速发射药试样进行了实际弹道实验.研究结果表明:该模型可以对片状变燃速发射药的内弹道性能参数进行有效预估;在兼顾膛压和初速的情况下,外层厚度与药片厚度之比应在0.3～0.4之间,内外层燃速比则应取0.2左右.该片状变燃速发射药满足某型迫击炮的内弹道性能指标,可以较好地运用于这种迫击炮.