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考虑电磁热耦合的航空变频交流真空接触器热特性研究
被引量:
2
1
作者
罗晓武
赵勇
+4 位作者
夏尚文
佟子昂
武建文
刘俊堂
陈均
《真空电子技术》
2021年第4期57-63,共7页
本文对航空变频交流真空接触器的温度场进行了电磁热耦合仿真与实验分析。在对热源进行计算时,着重分析中频360~800 Hz下集肤效应和邻近效应对接触器导电回路损耗的影响,并考虑温度与导体材料电阻率的变化关系,进行接触电阻的等效分析...
本文对航空变频交流真空接触器的温度场进行了电磁热耦合仿真与实验分析。在对热源进行计算时,着重分析中频360~800 Hz下集肤效应和邻近效应对接触器导电回路损耗的影响,并考虑温度与导体材料电阻率的变化关系,进行接触电阻的等效分析。在散热方面计算了接触器各表面的对流散热系数,同时考虑材料辐射系数的辐射散热作用和外接铜导线的传导散热作用。利用该模型进一步研究电流频率和高空环境对接触器温度场分布的影响,并且分析线圈线径对温升的作用,获得了航空接触器温升特性。搭建了真空接触器通流发热测试平台,利用实验数据验证了仿真结果,为真空接触器的设计优化提供了理论依据。
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关键词
航空变频
真空接触器
电磁热耦合仿真
接触电阻分析
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职称材料
平板触头小开距中频真空电弧特性研究
被引量:
5
2
作者
蒋原
武建文
+5 位作者
李擎
苗磊
王昊
江冰
齐志新
陈明轩
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第16期6517-6524,共8页
为验证小开距平板真空触头在航空变频(360~800Hz)电力系统中作为保护电器应用的可行性,该文选择触头直径为20mm、触头材料为Cu-W-WC合金的真空灭弧室,在3mm开距条件下进行电弧特性实验,并基于磁流体理论,建立中频真空电弧的多物理场耦...
为验证小开距平板真空触头在航空变频(360~800Hz)电力系统中作为保护电器应用的可行性,该文选择触头直径为20mm、触头材料为Cu-W-WC合金的真空灭弧室,在3mm开距条件下进行电弧特性实验,并基于磁流体理论,建立中频真空电弧的多物理场耦合仿真模型。研究结果表明:平板触头内的小开距中频真空电弧,燃弧能量低、对触头表面烧蚀轻,开断失败时未形成阳极斑点;大电流模式下,电流的自身磁场可使对称的柱状电弧合并,峰值时形成扩散态中频真空电弧;在360~800Hz范围内,随电流频率增加,小开距平板触头的开断能力略有下降,开断能力大于12.4kA,满足航空变频电力系统的保护需求。
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关键词
航空变频电力系统
真空开关
平板触头
小开距
电弧特性
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职称材料
中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究
3
作者
蒋原
马速良
+2 位作者
武建文
李擎
朱立颖
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期2887-2895,共9页
为深入掌握航空变频(360~800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论:中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10^(19)m^(-3),离子温...
为深入掌握航空变频(360~800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论:中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10^(19)m^(-3),离子温度的范围为0.30~0.91eV,电子温度的范围为1.50~2.43 eV;电子与离子之间存在能量交换,电子温度的变化会引起离子温度的变化;最高离子温度出现在阳极触头边缘处,与实验发现的边缘击穿位置重合,证明了此处确实存在能量集中;中频真空电弧是超声速流体,速度在边界处减慢,根据动能热能互换原理,中频真空电弧的质量流运动规律是边缘击穿的本质原因。
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关键词
航空变频电源
中频真空电弧
弧后击穿
边缘击穿
双温磁流体动力学模型
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职称材料
航空变频异步电动机机械装置的设计应力分析
被引量:
1
4
作者
曹政
周元钧
+1 位作者
韩智丽
郭悦婷
《微电机》
北大核心
2018年第11期1-5,30,共6页
在电动机的机械轴和传动装置的设计中,机械强度与应力的分析一般是以电动机运行中的峰值转矩作为依据。传统的异步电动机运行中,峰值转矩通常就是最大转矩,可以将额定电源下的临界转矩作为机械设计的依据。由115 V/360~800 Hz的航空变...
在电动机的机械轴和传动装置的设计中,机械强度与应力的分析一般是以电动机运行中的峰值转矩作为依据。传统的异步电动机运行中,峰值转矩通常就是最大转矩,可以将额定电源下的临界转矩作为机械设计的依据。由115 V/360~800 Hz的航空变频电源直接供电的异步电动机,电源频率的变化导致其转矩特性发生改变,即电动机起动过程中的临界转矩和转矩脉动发生变化。另一方面,变频异步电动机的设计往往对高频(800 Hz)时的转矩具有指标要求,为满足这些指标,异步电动机的转矩特性再次发生变化。本文针对航空变频异步电动机的转矩指标要求,设计了三种能够满足不同应用的异步电动机并进行了仿真。通过仿真数据分析了临界转矩和起动过程中的脉动转矩的变化趋势,为航空变频异步电动机的机械强度设计提供参考。
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关键词
航空变频电源
异步电动机
机械应力
临界转矩
脉动转矩
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职称材料
金属液滴蒸发导致航空变频真空电弧弧后击穿的研究
5
作者
蒋原
马立
+1 位作者
武建文
全威
《电器与能效管理技术》
2021年第2期19-24,30,共7页
为进一步掌握航空变频真空电弧的弧后击穿机理,进行了实验与仿真研究。结果表明:中频真空电弧弧后击穿过程中灭弧室内存在大量的金属液滴,成为移动的金属蒸气来源。金属液滴的寿命为1.6~2.8 ms,尤其在蒸发前100μs,金属蒸气对弧后介质...
为进一步掌握航空变频真空电弧的弧后击穿机理,进行了实验与仿真研究。结果表明:中频真空电弧弧后击穿过程中灭弧室内存在大量的金属液滴,成为移动的金属蒸气来源。金属液滴的寿命为1.6~2.8 ms,尤其在蒸发前100μs,金属蒸气对弧后介质的恢复产生影响,确定金属液滴寿命的因素有液滴半径、喷射运动速度和灭弧室尺寸。金属蒸气分布以液滴为中心向外递减,80%以上在10倍半径以内。弧后的金属蒸气降低了介质恢复强度,当加在触头上恢复电压大于临界值时将发生弧后击穿。
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关键词
真空电弧
航空变频供电系统
金属液滴
蒸发
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职称材料
题名
考虑电磁热耦合的航空变频交流真空接触器热特性研究
被引量:
2
1
作者
罗晓武
赵勇
夏尚文
佟子昂
武建文
刘俊堂
陈均
机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
贵州天义电器有限责任公司
出处
《真空电子技术》
2021年第4期57-63,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51677002)
民用飞机专项科研技术研究项目(MJ-2017-S-46)。
文摘
本文对航空变频交流真空接触器的温度场进行了电磁热耦合仿真与实验分析。在对热源进行计算时,着重分析中频360~800 Hz下集肤效应和邻近效应对接触器导电回路损耗的影响,并考虑温度与导体材料电阻率的变化关系,进行接触电阻的等效分析。在散热方面计算了接触器各表面的对流散热系数,同时考虑材料辐射系数的辐射散热作用和外接铜导线的传导散热作用。利用该模型进一步研究电流频率和高空环境对接触器温度场分布的影响,并且分析线圈线径对温升的作用,获得了航空接触器温升特性。搭建了真空接触器通流发热测试平台,利用实验数据验证了仿真结果,为真空接触器的设计优化提供了理论依据。
关键词
航空变频
真空接触器
电磁热耦合仿真
接触电阻分析
Keywords
aviation
variable
frequency
Vacuum
contactor
Electromagnetic-thermal
coupling
simulation
Contact
resistance
analysis
分类号
TM572 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
平板触头小开距中频真空电弧特性研究
被引量:
5
2
作者
蒋原
武建文
李擎
苗磊
王昊
江冰
齐志新
陈明轩
机构
北京科技大学自动化学院
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
三峡科技有限责任公司
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第16期6517-6524,共8页
基金
国家自然科学基金(面上基金项目)(52177127)
广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515110725)
航空科学基金(2020Z025074001)。
文摘
为验证小开距平板真空触头在航空变频(360~800Hz)电力系统中作为保护电器应用的可行性,该文选择触头直径为20mm、触头材料为Cu-W-WC合金的真空灭弧室,在3mm开距条件下进行电弧特性实验,并基于磁流体理论,建立中频真空电弧的多物理场耦合仿真模型。研究结果表明:平板触头内的小开距中频真空电弧,燃弧能量低、对触头表面烧蚀轻,开断失败时未形成阳极斑点;大电流模式下,电流的自身磁场可使对称的柱状电弧合并,峰值时形成扩散态中频真空电弧;在360~800Hz范围内,随电流频率增加,小开距平板触头的开断能力略有下降,开断能力大于12.4kA,满足航空变频电力系统的保护需求。
关键词
航空变频电力系统
真空开关
平板触头
小开距
电弧特性
Keywords
aviation
variable
frequency
power
system
vacuum
interrupter
butt
contact
short
gap
arc
characteristics
分类号
TM561 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究
3
作者
蒋原
马速良
武建文
李擎
朱立颖
机构
工业过程知识自动化教育部重点实验室(北京科技大学自动化学院)
北方工业大学储能技术工程研究中心
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
北京空间飞行器总体设计部
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期2887-2895,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(52177127)
广东省基础与应用基础研究基金项目(2020A1515110725)
航空科学基金项目(2020Z025074001)资助。
文摘
为深入掌握航空变频(360~800 Hz)电力系统中真空电器电弧特性,该文围绕中频灭弧室弧后发生的边缘击穿现象,以双温磁流体动力学仿真结合实验的研究方法,得到了以下结论:中频真空电弧离子数密度的最大值为2.6×10^(19)m^(-3),离子温度的范围为0.30~0.91eV,电子温度的范围为1.50~2.43 eV;电子与离子之间存在能量交换,电子温度的变化会引起离子温度的变化;最高离子温度出现在阳极触头边缘处,与实验发现的边缘击穿位置重合,证明了此处确实存在能量集中;中频真空电弧是超声速流体,速度在边界处减慢,根据动能热能互换原理,中频真空电弧的质量流运动规律是边缘击穿的本质原因。
关键词
航空变频电源
中频真空电弧
弧后击穿
边缘击穿
双温磁流体动力学模型
Keywords
aviation
variable
frequency
power
supply
intermediate
frequency
vacuum
arc
post-arc
breakdown
edge
breakdown
two-temperature
magneto
hydro-dynamic
model
分类号
TM561 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
航空变频异步电动机机械装置的设计应力分析
被引量:
1
4
作者
曹政
周元钧
韩智丽
郭悦婷
机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
北京曙光航空电气有限责任公司
首都经济贸易大学
出处
《微电机》
北大核心
2018年第11期1-5,30,共6页
文摘
在电动机的机械轴和传动装置的设计中,机械强度与应力的分析一般是以电动机运行中的峰值转矩作为依据。传统的异步电动机运行中,峰值转矩通常就是最大转矩,可以将额定电源下的临界转矩作为机械设计的依据。由115 V/360~800 Hz的航空变频电源直接供电的异步电动机,电源频率的变化导致其转矩特性发生改变,即电动机起动过程中的临界转矩和转矩脉动发生变化。另一方面,变频异步电动机的设计往往对高频(800 Hz)时的转矩具有指标要求,为满足这些指标,异步电动机的转矩特性再次发生变化。本文针对航空变频异步电动机的转矩指标要求,设计了三种能够满足不同应用的异步电动机并进行了仿真。通过仿真数据分析了临界转矩和起动过程中的脉动转矩的变化趋势,为航空变频异步电动机的机械强度设计提供参考。
关键词
航空变频电源
异步电动机
机械应力
临界转矩
脉动转矩
Keywords
aviation
variable
frequency
power
asynchronous
motor
mechanical
stress
breakdown
torque
pulse
torque
分类号
TM343 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
金属液滴蒸发导致航空变频真空电弧弧后击穿的研究
5
作者
蒋原
马立
武建文
全威
机构
工业过程知识自动化教育部重点实验室(北京科技大学自动化学院)
北京航天石化技术装备工程有限公司
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
出处
《电器与能效管理技术》
2021年第2期19-24,30,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51677002)
广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515110725)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-TP-19-035A1)。
文摘
为进一步掌握航空变频真空电弧的弧后击穿机理,进行了实验与仿真研究。结果表明:中频真空电弧弧后击穿过程中灭弧室内存在大量的金属液滴,成为移动的金属蒸气来源。金属液滴的寿命为1.6~2.8 ms,尤其在蒸发前100μs,金属蒸气对弧后介质的恢复产生影响,确定金属液滴寿命的因素有液滴半径、喷射运动速度和灭弧室尺寸。金属蒸气分布以液滴为中心向外递减,80%以上在10倍半径以内。弧后的金属蒸气降低了介质恢复强度,当加在触头上恢复电压大于临界值时将发生弧后击穿。
关键词
真空电弧
航空变频供电系统
金属液滴
蒸发
Keywords
vacuum
arc
aviation
variable
frequency
power
supply
system
metal
droplet
evaporation
分类号
TM501.2 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑电磁热耦合的航空变频交流真空接触器热特性研究
罗晓武
赵勇
夏尚文
佟子昂
武建文
刘俊堂
陈均
《真空电子技术》
2021
2
下载PDF
职称材料
2
平板触头小开距中频真空电弧特性研究
蒋原
武建文
李擎
苗磊
王昊
江冰
齐志新
陈明轩
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
5
下载PDF
职称材料
3
中频真空电弧边缘击穿现象及仿真研究
蒋原
马速良
武建文
李擎
朱立颖
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
4
航空变频异步电动机机械装置的设计应力分析
曹政
周元钧
韩智丽
郭悦婷
《微电机》
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
5
金属液滴蒸发导致航空变频真空电弧弧后击穿的研究
蒋原
马立
武建文
全威
《电器与能效管理技术》
2021
0
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职称材料
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