直流大功率继电器电弧研究综述

近年来从航空、航天到新能源产业迎来了一个快速发展的黄金时期,作为其中直流配电、管理及控制等系统中完成执行分断、功率切换及故障保护等功能的关键元器件——直流大功率继电器也得到广泛关注。在直流大功率继电器动作过程中,电弧的产生将极大地影响直流开断过程,因此对于电弧特性和电弧侵蚀的研究是提高直流大功率继电器可靠性和进行定量评估预测电寿命的关键问题。电弧是一个涉及等离子体物理、电磁场、流体力学、热传导等多学科交叉的基础科学问题,由于实验和理论研究均存在一定困难,目前对继电器类开关电器直流电弧触头侵蚀的物理机理和电弧特性了解尚不够完善清晰。该文以电弧问题为研究对象,从数值仿真与试验测量两个方面,综述国内外直流继电器类开关电弧侵蚀数学模型和电弧特性,并对下一步直流大功率继电器类开关电器电弧相关的研究工作进行展望。     

大电流条件下真空接触器温升特性的试验测量与仿真分析

搭建适用于大电流条件下的真空接触器温升特性测量试验平台,测量并分析了真空接触器在不同电流等级下的温升特性。通过试验测量的真空接触器指定位置的温升时变曲线,讨论不同电流下真空接触器温升规律及过负载能力。利用COMSOL Multiphysics软件建立真空接触器触头及导电回路的简化三维电-热耦合分析模型,考虑了空气自然对流对散热的影响,对800～2 500A电流条件下温升过程进行数值仿真计算,获得了真空接触器温度、焦耳发热功率分布等参数,并与试验数据进行比较,结果表明二者能较好吻合,验证了仿真模型的有效性。该研究可为大容量真空接触器的热设计提供一定参考。     

麦麸蛋白的碱法提取工艺及乳化性质研究

采用碱法提取麦麸中的蛋白质,从温度、pH、固液比及提取时间方面确定其较适宜的工艺参数,并对提取后麦麸蛋白的乳化性质进行研究。研究结果表明,麦麸蛋白具有较好的乳化性、乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性。确定较适宜的提取条件是固液比为1∶15,提取时间为2h,温度为50℃,pH为12。     

智能电表用磁保持继电器短路电流条件下触头斥开机理仿真研究

磁保持继电器作为智能电表的关键元器件之一,应具有良好的抗短路电流能力。该文以某型号智能电表用磁保持继电器触头系统为研究对象,分析磁保持继电器动触头斥开过程的受力情况。计算不同电流、不同触头间接触力和不同布氏硬度系数下的Holm力。建立继电器触头系统三维电磁场数值仿真模型,通过等效力臂的方法计算得到不同短路电流条件下动触头受到的安培力,还分析不同动触头侧导电杆(包括动簧片、大小分流片)长度下的动触头受到的安培力。同时,利用克力计测量触头间接触力等力的数据。根据理论分析和试验测量的结果,很好地解释了磁保持继电器动触头在短路电流条件下斥开的物理机理。结果表明,适当增加触头间接触力和动导电杆长度可以在一定程度上有效抑制触头斥开。该研究可为进一步提高智能电表用磁保持继电器的抗短路电流能力及触头系统优化设计提供参考。     

高速永磁电机转子护套张力缠绕激光加热成型过程多物理场耦合分析

随着舰船综合电力系统对电机转速和功率需求的不断增大,传统非导磁金属材料已难以满足大功率高速永磁电机护套机械强度要求,热塑性复合材料强度高、涡流损耗小、护套厚度也远小于金属护套,具有良好的发展前景。该文通过建立热塑性复合材料(T700/PEEK)激光加热成型过程三维温度-流体-运动多物理场耦合分析模型,考虑热塑性树脂熔化相变过程,提出预浸带截面运动速度+力学载荷边界结合局部圆柱坐标系的方法,解决了大张力载荷预浸带缠绕等效模拟难题,实现了考虑材料非线性的大张力缠绕高速电机转子复合材料护套成型工艺过程的多物理场耦合模拟。通过实验测试的温度与仿真结果对比,验证该文建立的多物理场耦合仿真模型的有效性。该研究所得结论对完善高速永磁电机转子复合材料护套张力缠绕工艺具有一定参考价值。     

直流电弧运动过程中重击穿现象及机理研究

研究了桥式双断点触头在不同电压下分断直流阻性回路电弧运动过程中重击穿的特性参数。采用高速摄像机拍摄了电弧及重击穿图像。利用光谱仪测量了电弧运动过程中弧柱所经过区域的平均温度。研究了电压与重击穿发生的关系。基于一组漂移扩散方程耦合电场泊松方程,建立了小间隙(2 mm)中考虑电弧运动期间弧柱所经过区域残留金属蒸气的直流(电压等级200~500 V)重击穿放电形成过程的微观数学模型。通过仿真结果得到了重击穿的形成过程及微观参数,同时分析了弧柱所经过区域的初始温度和电压对重击穿放电形成过程的影响。很好地解释了重击穿形成过程中鞘层、弧前预击穿导电通道的形成机理。     

千日红花色苷的酶法提取及纯化研究

采用酶法提取千日红花色苷,并用吸附层析技术对千日红花色苷进行纯化。从温度、pH值、酶用量、固液比及提取时间方面确定其提取较适宜的工艺参数,利用硅胶进行分离纯化,并从径长比和层析柱温度两方面确定其较适宜的分离纯化条件。研究结果表明,较适宜的提取条件是,温度30℃,pH值6.8,酶用量6.0μg/g,固液比为1∶10,提取时间为60 min,较适宜的纯化条件为,径长比1∶30,层析柱温度为35℃。     

触头分断金属液桥侵蚀现象分析

详细阐述了触头金属液桥形成的物理过程,说明了金属液桥的几何形貌,并对影响触头金属液桥电压－电流特性的因素进行了论述,理论分析了触头间材料转移方向的物理机理,指出了评价材料桥式转移的方法。并从试验研究和理论分析两方面总结了金属液桥的研究现状、结论及展望。     

小麦麸皮蛋白的酶法提取工艺及性能研究

以小麦麸皮为原料,利用中性蛋白酶进行小麦麸皮蛋白的提取.研究了温度、pH值、固液比、酶解时间和酶用量对小麦麸皮蛋白提取率的影响.通过正交试验确定酶水解的最佳工艺参数,并测定了小麦麸皮蛋白的性能.结果表明,小麦麸皮酶法水解提取麸皮蛋白最佳工艺条件为:温度50℃,pH 6.8,酶用量[E]/[S]=O.8%,固液比1:10.酶解时间2.5 h,在此条件下蛋白平均提取率为37.01%.利用中性蛋白酶酶法水解得到的小麦麸皮蛋白具有较好的乳化性能.