低压开关电器稳态电弧特性的仿真

研究了低压开关电器稳态电弧特性仿真。在磁流体动力学基础上,针对低压断路器简化灭弧室建立了稳态空气电弧等离子体模型,并引入了P1辐射模型进行仿真分析,分析了低压稳态空气电弧等离子体内各项参数的分布。该成果为电弧等离子体动态特性研究提供了帮助。     

低压断路器电弧仿真试验和研究

介绍了二维电弧磁流体动力学模型的建立方法,分析了产气材料、金属蒸汽、灭弧室结构等不同因素对电弧特性的影响。仿真试验结果验证了仿真方法和模型的正确性,为低压电器灭弧室的优化设计提供了理论基础。     

空气开关电弧的数学模型及其特性的研究综述

从空气开关电弧的平衡态化学组成、基本属性、建模与仿真、实验测试等角度,综述了国内外空气开关电弧的数学模型及其特性的研究进展,介绍了空气开关电弧物性参数的计算方法,列举了多个有代表性的电弧数学模型以及各种电弧特性的测试手段及其应用,最后指出了空气开关电弧研究所面临的几个问题。     

低压断路器电弧仿真研究

低压断路器是低压配电系统最为关键的保护和控制设备,低压电弧的数值仿真对于优化低压断路器的设计,提高其开断性能具有重要意义.给出了目前广泛应用的磁流体动力学电弧仿真模型的基本方程,从电弧转移、栅片切割、辐射、湍流等方面对现有的低压断路器仿真工作进行了回顾和总结,并对小型断路器、塑壳断路器等产品中的电弧仿真进行了介绍.同时指出了现有电弧模型存在的问题,给出了低压断路器电弧仿真今后的发展方向.     

低压空气电弧动态特性仿真及分析

在计算流体动力学（CFD）商用软件包二次开发的基础上针对低压断路器简化灭弧室,采用磁流体动力学（MHD）理论建立了三维电弧仿真模型.仿真计算结果描述了电弧弧柱收缩、等离了体喷流和电弧形态等相关现象,研究发现磁场、出气口面积的增大可加速电弧运动,但出气口面积到达一定程度后,其大小变化对电弧运动的影响很小,而栅片的存在则对灭弧室气流具有一定阻挡作用.电弧运动的实验结果验证了仿真模型的合理性.     

空气开关电弧的磁流体动力学建模及特性仿真

考虑电弧的物理参数以及电磁、热和辐射等现象,通过对商用计算流体力学软件FLUENT进行二次开发,建立了空气开关电弧等离子体的二维磁流体动力学(MHD)数学模型。然后仿真分析了电弧半径、电场强度与电流之间的关系,以及外部磁场对电弧运动过程的影响。同时完成了相关的实验研究。结果表明随着电流的增大,电弧半径将受到器壁宽度的限制;电流对电场强度的影响很小;外部磁场在加速电弧运动的同时,产生的"磁压"会导致电弧高温区不断被压缩以及局部压力的升高。     

低压电器仿真与数字化设计技术的进展

实现节能减排要求开发小尺寸、高性能的低压电器,也促进了仿真与数字化设计技术的进展。当前低压电器的仿真技术正向多场域综合仿真、磁流体动力学电弧数学模型的应用、低压断路器分断全过程仿真等几个方面发展,并严格按国家标准要求进行;最后用实例辅以证明。     

高压自能式SF6断路器电弧能量作用过程仿真

建立了高压自能式SR6断路器电弧的磁流体动力学(MHD)数学模型。此模型创新地考虑了传导散热对喷口材料烧蚀。进而对电弧及气流场产生影响，即同时计入了电弧能量以辐射和传导方式烧蚀喷口材料，并考虑了喷口材料烧蚀所产生的蒸气带来的影响。通过对比考虑传导散热与不考虑传导散热两种情况下的开断过程中气流场的分布及变化，深入研究了灭弧室内电弧能量的传递方式。根据文中的计算条件和结果，得出考虑传导散热时，电弧最高温度为不考虑传导散热时的90％。最后，从电弧能量利用角度出发，就灭弧室结构参数对开断性能的影响进行了研究。     

双断点断路器的电弧数学模型及开断过程仿真

本文提出一种双断点限流断路器开断特性计算的数值方法，并把建立电弧数学模型作为重点，利用这种方法不但可以模拟断路器的开断特必限流性能，并可以通过计算机的动画技术显示整个开断过程。     

考虑电极烧蚀影响的低压断路器电弧运动特性仿真及实验

以磁流体动力学(magnetic hydro-dynamics,MHD)为基础建立了考虑电极烧蚀影响的低压断路器中电弧的数学模型。在传统的质量、动量和能量守恒方程的基础上增加了铜蒸气的浓度方程,考虑电极烧蚀对气体的热动力学特性和传输系数的影响,针对阴极和阳极不同特点分别建立了电弧与阴极和阳极作用的数学模型。利用基于有限容积法的商业软件对上述模型进行求解,得出灭弧室内温度场、浓度场、气流场、电位场的分布情况。仿真结果表明,由于电极附近“双漩涡”的存在,使得Cu蒸气浓度最大的区域位于弧根后方靠近电极的区域;考虑Cu蒸气影响时计算得到的电弧电压为比未考虑Cu蒸气影响时减小12.3%;考虑Cu蒸气影响所得到的电弧平均运动速度比未考虑Cu蒸气影响时减少21.3%。实验结果验证了仿真模型的合理性。     

基于Matlab电弧模型低压断路器仿真

通过对低压断路器实验数据进行分析,在matlab中利用最小二乘法计算出Mayr电弧模型的相关参数,并利用Simulink建立简化的低压断路器开断短路电流的模型。仿真所得的结果与实验数据相比较接近,表明该方法对低压断路器开断动作的定性分析有一定参考价值。     

低压电器开关电弧可视化仿真研究

电器开关电弧的燃弧时间非常短,为了观察和分析燃弧的整个过程,提出一种基于电弧图像的可视化仿真方法.电弧弧柱的特征点从电弧图像中被提取出来,基于磁收缩效应、非均匀B样条理论和电弧特征点,建立一种弧柱的可视化模型.仿真结果显示,提出的可视化仿真方法对于低压电器开关电弧是有效的.     

基于双目立视技术的开关电弧图像处理

提出利用计算机双目立体视觉技术对低压电器开关电弧进行深度信息提取,构建了双目立体视觉电弧图像采集系统物理框架,并对系统硬件实现作了详细论述,采集了开断电弧从燃弧到灭弧整个过程图像.为了把电弧图像有用信息提取出来,使电弧运动图像边缘清晰可辨,在对传统的图像边缘检测技术进行分析比较后,提出了基于支持向量机高斯核的电弧图像边...     

用于电压波动研究的交流电弧炉电弧模型

电弧炉对供电系统造成的电能质量问题主要是引起供电系统电压波动。建立了用于电压波动研究的电弧模型,新模型是将确定性电弧模型与弧长变化规则相结合来模拟电弧炉负荷的非线性和随机性。其中确定性电弧模型以能量守恒定律为基础,用非线性微分方程描述电弧电导、电流和弧长之间的函数关系;电弧弧长变化规则是在理想弧长基础上叠加带通白噪声。在Simulink环境下,将新的电弧数学模型作为一个等效电压源接入电弧炉供电系统进行仿真。通过与现场实测数据进行对比,证明新模型可用于仿真研究电弧炉引起的供电系统电压波动问题。     

异步电动机数学模型及器件开关损耗计算

以逆变器供电异步电动机系统的数学模型为基础，引入逆变器输出电流基波检测方法，进行系统中逆变器开关损耗的计算，并提出了几种降低逆变器开关损耗的措施。     

基于NLM的MMC低开关损耗控制策略建模与仿真

介绍了模块化多电平换流器（MMC）的工作原理,在分析基于最近电平逼近（NLM）调制方式的传统MMC控制策略基础上,重点对一种能有效减少开关次数、降低开关损耗的优化控制策略进行分析并建立数学模型,然后以11电平的MMC为例,在PCSAFD／EMTDC中搭建MMC仿真模型,验证低开关损耗控制策略及其数学模型的正确性与有效性。     

考虑潜供电弧初始位置随机性的电弧仿真模型

短路电弧向潜供电弧转换过程中,因短路电弧直径远大于潜供电弧,潜供电弧出现的具体位置不能确定,潜供电弧初始位置具有随机性。针对这一问题首次建立了仿真模型,认为潜供电弧出现的位置与空间电导率有关,电导率越大,越容易击穿形成潜供电弧。基于此种认识,计算了空气电导率与温度之间的关系,进一步求得了不同短路电流下电导率沿电弧径向分布规律。在此基础上,仿真计算了不同短路电流下潜供电弧初始弧长的随机性,进而将潜供电弧初始位置随机性模型应用到链式电弧模型中,对潜供电弧进行仿真计算,获得了具有分散性的潜供电弧燃弧时间,并将仿真结果与实验结果相比较。结果表明:电导率随温度变化呈先增加后平坦最终降低的规律;电流为1 k A时电导率沿电弧径向单调递减,而电流为25 k A时电导率沿电弧径向呈现先增加后减小的趋势;随着短路电流的增大,潜供电弧初始弧长平均值与弧长的分散性也随之增大;燃弧时间计算结果与实验结果整体趋势一致,相对误差较小,计算模型可靠。     

开关电弧在不同介质下的特性研究及其应用

开关电器的电触头由电接触材料制备而成,在分离时会产生电弧。本文从介质种类的角度,综述了油断路器电弧、空气开关电弧、SF6断路器电弧、真空开关电弧以及固体介质开关电弧的形成机理、灭弧特性及应用,对实现开关电弧的经济和绿色环保具有一定指导意义。