直流电弧等离子体发生器结构设计及其关键技术研究

本文通过对国内外各类等离子体发生器的分析,结合在等离子体发生器设计领域的最新研究成果,首先对等离子体技术领域的相关基本概念进行了阐述与说明;然后基于相应研究成果,对直流电弧等离子体发生器设计过程中常见的三类关键技术:电弧产生、大尺度分流现象、双弧现象进行了概略性分析;接着基于直流电弧等离子体发生器的发展历程,分析了典型等离子体发生器结构;最后提出直流电弧等离子体发生器的发展趋势。     

交流MIG焊电弧稳定性控制

为解决直流ＭＩＧ焊电弧的磁偏吹问题，研制了交流ＭＩＧ焊电源。介绍针对交流ＭＩＧ焊的主要问题－电弧稳定性所开展的工作。前后采用４种弧过零点的控制方案，经过实验取得了与直流ＭＩＧ焊接近的电弧稳定性。指出交流ＭＩＧ电弧稳定性与换向前的电流，换向后的电压有密切关系。     

直流正接MAG焊电弧及熔滴过渡特性

借助高速摄像手段研究不同保护气氛下(Ar+CO2和Ar+O2)、不同焊接电流大小的直流正接MAG焊的电弧及熔滴过渡特性,分析电弧烁亮球的成因及其对直流正接MAG焊接过程稳定性的影响特点,并在此基础上确立直流正接MAG焊的工艺区间,同时比较焊丝极性对MAG焊焊丝熔化系数的影响。试验结果表明,当保护气体采用Ar+CO2时,熔滴过渡方式基本上呈大滴排斥过渡,焊接过程不稳,飞溅较大,难以应用;当保护气体采用98%Ar+2%O2时,稳定的直流正接MAG焊的熔滴过渡方式可分为小电流滴状过渡和大电流射流过渡,其中前者为下垂滴状过渡,并且熔滴尺寸随着焊接电流的增大而减小,而熔滴过渡频率相应提高,后者的电弧烁亮区分为上下相串联的两部分,调节电弧电压可以控制电弧烁亮球的活动范围并能改善焊接过程的稳定性。     

光伏发电系统直流串联微弱故障电弧检测方法研究

光伏发电系统直流故障电弧因随机性强、信号微弱、容易受负载突变影响而难以准确检测。根据光伏电池U-I输出特性,文中分析光伏发电系统直流串联微弱故障电弧产生机理,通过搭建光伏发电系统故障电弧模拟实验平台,分析了微弱直流串联故障电弧信号特性;进而提出了一种基于电流小波能量熵特征的检测直流串联微弱故障电弧的方法。该方法先计算电流信号脉冲因子,并利用阈值比较法来检测故障电弧。在此基础上,进一步计算电流小波能量熵特征,并采用极限学习机(ELM)辨识微弱故障电弧。实验结果表明:所提方法不仅能检测强直流故障电弧,还能检测微弱直流故障电弧,且平均辨识率高达98%。     

空心阴极真空电弧弧光光谱的研究

在水冷铜阳极的条件下，给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果，分析了不同电流情况下电弧的光谱特征，为空心阴极真空焊接电弧研究提出了方向。     

基于交直流互联电网中变压器直流偏磁抑制技术的应用

在高压直流输电系统中,单极运行或双极不平衡运行方式时,大地中直流对电网中的变压器直流偏磁产生严重影响,使电力系统中主变压器铁芯易饱和、漏磁增大,产生较大的谐波电流,导致变压器温度过高而损坏,电力系统电压下降,继电保护误动作等,因此对交直流互联电网中受端电网的直流偏磁应予充分重视,通过电容器抑制法、反向电流法、变压器中性点接小电阻法等,尽可能消除直流偏磁对电力系统稳定性运行的危害。     

金属等离子体源结构设计及实验研究

设计了具有放电稳定、电弧射流较长、烧蚀率较低的低气压金属电弧源发生器结构,并确定了发生器的材质、冷却方式、结构方案。对设计的金属电弧源进行了实验研究,研究了电极结构、放电电流大小、冷却水这三个因素对金属电弧放电的影响。     

知识窗

弧光灯(arc lamp;electric-arc lamp)一种使电流通过两电极间的电离气体形成电弧而发光的电灯。其亮度较高。亦称电弧灯。弧光放电(arc discharge)充气管中主要靠热电子发射或场致发射两者单独或同时作用而引起的放电现象。离子轰击所引起的电子发射,只起一小部分作用。其特征是具有管压降较低的伏安特性,且管内出现弧光。此时放电电流主要取决于外电路。     

节能产品介绍

直流电弧炼钢炉整流装置 直流电弧炼钢炉整流装置,采用(万安级)高压组合整流管组成双三相桥六相12脉波整流电路。框架采用低导磁材料,受磁场影响小,不发热,无涡流损耗,并且体积小结构简单,可靠、节能,检修安装方便。 主要技术参数型号:UGES—12000/320型 输出额定直流电流 12kA 输出直流电压 320V     

直流低压小电流非接触起弧的等离子切割炬研制

介绍一种由阴极杆上多道螺旋沟槽吹气、阳极帽可相对阴极杆作轴向位移的等离子切割炬。该装置在直流低电压、小电流情况下可靠起弧,且阴极杆不与工件接触,电弧束稳定。     

空气直流断路器开断特性的分析验证

针对直流断路器在开断过程中电弧熄灭比较困难的问题,对空气直流断路器的开断特性进行了分析研究。分析了如何有效的缩短电弧的燃烧时间,研究了时间常数对断路器开断能力、电弧电流上升率的影响及断路器开断电流的大小与燃弧时间的关系。基于上述研究分析,制造出了样机,并利用高压直流试验台模拟不同的短路故障电流对直流断路器进行了多次开断试验测试,获得了很多试验数据,研究结果表明:断路器在额定电压为DC1800 V,能够可靠切除短路故障电流达到80 k A,断路器开断电流随着时间常数的增大而减小,燃弧时间随着开断电流的增大而减小。     

换流变压器三相直流偏磁的计算研究

为研究相邻架设的交直流线路互感在换流变压器中产生的三相直流偏磁情况,在计算了单相变压器二次侧直流电流所产生的偏置磁通与励磁电流的基础上,对直流线路基波电流引起的换流变阀侧直流电流及其在换流变三相产生的直流偏磁进行了分析,讨论了△绕组的影响,并在Matlab中对换流变三相励磁电流做了仿真计算。其结果表明：交直流线路互感引起的换流变三相直流偏磁大小不等,且会因Y-△连接而发生变化,而由此产生的变压器接地中性点零序电流的直流分量为零。     

电气设备的诊断技术（10）

3.直流高压法的电力电缆精密诊断采用图5的仪器配置,用直流高压法可对电力电缆实施绝缘诊断。为了消除末端表面漏电电流的影响,用图中所示的隔离电极连接。图5 电力电缆绝缘诊断的直流高压法最近,开发出了内藏充电式电池小型可移动的直流电压发生器,用这种装置给电缆试验极施加直流高电压,施加方法和电流特性如第一讲所述,施加方法因制造厂及研究机构而异。     

一种验电器检测装置的研制

目前很多地方没有带电设备可供验电器检测,并且在使用工频变压器进行验电器检测时,存在着工频电压发生器体积庞大、携带不便,而且不能产生肉眼可供观察的现象验证发生器本身工作正常的技术问题。鉴于此,设计了一种验电器检测装置,包括逆变升压模块、直流电源和电极。逆变升压模块分别与直流电源和电极相连接,直流电源输出的电流通过逆变升压模块后为电极供电,以使电极周围空气被击穿产生可视电弧,通过可视电弧检测验电器是否正常工作,达到了方便携带、肉眼可观察到测试效果的目的。     

工频方波交流弧焊电源主电路的理论分析

利用直流电抗器获得方波交流电流的工频弧焊电源主电路如图1所示。其基本工作原理是依靠 L 的滤波作用,在单相桥式可控整流器的直流侧获得脉动很小的整流电流,如交流侧没有阻碍电流突变的电感,那么交流电流的波形就近于矩形。同时,利用对晶闸管 T_1～T_4的反馈控制,即可得到所需的静态外特性。这种电源的主要优点,是大大提高了交流电流通过零值时的变化率,从而提高了交流电弧燃烧的稳定性,有可能使电源空载电     

基于电弧气泡调控的水下湿法焊接稳定性研究

为利用机械约束装置实现对水下湿法焊接过程中电弧气泡周期性上浮的可控调节,开展了机械约束装置辅助水下湿法焊接试验。采用高速摄像观察电弧气泡的动态行为,利用传感器采集施加机械约束装置时瞬时焊接电流、电弧电压值,通过光学显微镜分别观察焊缝截面尺寸和焊接接头微观组织,并与相同参数下常规水下湿法焊接进行对比。研究结果表明,机械约束装置能够实现对电弧气泡的可控调节,克服电弧气泡上浮破裂所带来的湿法焊接过程不稳定的问题。随着机械约束高度的降低,电流电压波动程度减弱,电弧稳定性明显提高。同时,机械约束装置的施加能够增大焊缝横截面尺寸,减小焊缝余高,并且减少焊缝和热影响区脆硬组织的含量。分析认为,机械约束装置通过增大电弧气泡尺寸,降低了熔池表面与动态水环境的直接热传导,进而延缓了水下湿法焊接接头的冷却速度,产生了优异的工艺效果。     

直流大电流发生器的设计及在船体保护中的应用

轮船在海里航行的时候,由于海水是电解质,会将船体表面的金属腐蚀。为了解决这一问题,设计了一种直流大电流发生器并将其应用于船体保护中。当传感器检测到海水开始腐蚀船体时,控制器开始控制直流大电流发生器的电流输出,通过不断地改变三相波的导通角来控制电流的大小,使整个船体呈现阴性,这就是船体的阴极保护。     

交直流混合微电网中储能技术的研究

基于一种典型的交直流混合微电网系统,对交直流混合微电网中的储能技术进行了分析与探讨。针对交直流混合微电网系统的特殊性,分别就混合微电网的直流侧储能装置与交流侧储能装置进行了功能分析。随后,比较了现有的各类储能方式,并对适用于交直流混合微电网的储能方式进行了探究。     

脉冲GMAW焊接极性对高压环境下焊缝成形的影响

高压环境会造成焊接电弧收缩,焊接过程较不稳定。鉴于脉冲熔化极气体保护焊(Pulsed gas metal arc welding,GMAW-P)具有热输入量可控、电弧挺度较好等特点,将其应用于高压环境下是一个有益尝试。开展压力在0.1~1.0 MPa范围内不同极性下的干法GMAW-P试验,分析随着环境压力升高电流电压波形图的变化趋势,由此确定焊接极性不同时焊接过程稳定性随环境压力升高的变化规律;在此基础上,对比分析不同极性下GMAW-P焊接飞溅及焊缝成形随压力升高的变化规律。随着环境压力增加,在直流反接情况下,电流电压波形周期性逐渐减弱,焊接过程趋于不稳定,飞溅逐渐增多,焊缝成形变差;而采用直流正接方式时,高压下电流电压波形的周期性虽然不及常压下稳定,但相较于同一压力下的直流反接方式,周期规律性有所增强,焊接过程相对稳定,且焊接时产生的飞溅比采用直流反接方式时的飞溅少且颗粒小。另外,随环境压力增加,两种极性GMAW-P焊缝宽度均有变窄的趋势,余高也随之增加。对高压环境下不同焊接极性GMAW-P的电弧形态及相应电弧力进行深入探讨,明确了上述现象出现的原因,为高压环境下焊接工艺的改进提供有效的理论依据。     

基于STC90C58的单相供电线路漏电流发生器设计

基于STC90C58设计了一种单相供电线路漏电流发生器装置。该装置采用了电能计量芯片CS5460A作为电流测量器件,选用手摇脉冲发生器作为电流设定元件,可快速设定漏电流值。该装置可测量漏电保安器的动作电流并迅速判断漏电保安器是否损坏。