【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)電氣設(shè)備工作安全性和可靠性的要求越來越高。在許多電氣設(shè)備中,電感發(fā)揮著重要的作用,但同時(shí)其開斷有可能產(chǎn)生電弧放電現(xiàn)象,如果設(shè)備在含有易燃易爆氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中使用,電弧放電就有可能會(huì)引燃?xì)怏w,進(jìn)而帶來一系列的危害,因此通過對(duì)電感分?jǐn)鄷r(shí)電弧放電的理論研究得到其微觀過程,對(duì)指導(dǎo)其本質(zhì)安全具有重要的實(shí)際意義。而目前絕大多數(shù)研究都是在高壓大電流的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,并不能在本質(zhì)上了解電弧放電原理,對(duì)于小電壓、電流的電感分?jǐn)嚯娀》烹娧芯可跎?本文就以此為核心進(jìn)行研究。根據(jù)電感分?jǐn)嚯娀》烹姷谋ㄐ詫?shí)驗(yàn)研究,我們得到了電弧放電時(shí)間極短,電壓變化很快,而電流在放電過程中逐漸減小的特性。結(jié)合放電的普遍過程和粒子碰撞分析,提出電感分?jǐn)嚯娀》烹娛怯申帢O發(fā)射電子和電子運(yùn)動(dòng)碰撞產(chǎn)生,此外金屬融化產(chǎn)生的金屬蒸汽加快了氣體電離。建立了PIC-MCC模型,對(duì)電子發(fā)射、非碰撞運(yùn)動(dòng)和粒子碰撞進(jìn)行了研究。運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算了帶電粒子的位置與速度。依據(jù)一定的權(quán)重化方法,將帶電粒子的電荷量累加到相應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)上,通過解泊松方程得到了帶電粒子的電勢(shì)和電場分布。利用軟件進(jìn)行仿真,得出了外電壓和極間距對(duì)電弧放電的影響。結(jié)合電感分?jǐn)嚯娀》烹姷暮暧^理論研究,對(duì)所建立的仿真系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果說明所建立系統(tǒng)的可行性,以及微觀機(jī)理分析的正確性。
[Abstract]:With the development of power electronic technology, the requirement of safety and reliability of electrical equipment is more and more high. In many electrical equipment, inductance plays an important role, but at the same time its breaking may produce arc discharge phenomenon. If the equipment is used in a dangerous environment containing flammable and explosive gas, arc discharge may ignite the gas. Therefore, the microscopic process of arc discharge is obtained through the theoretical study of arc discharge when the inductor is broken, which is of great practical significance for guiding its essential safety. At present, most of the researches are based on high voltage and high current, so the principle of arc discharge can not be understood in essence. For small voltage and current, the research on arc discharge by inductor breaking is very few. According to the experimental study of the arc discharge with inductance breaking, we have obtained the characteristics of the arc discharge time is very short, the voltage changes rapidly, and the current decreases gradually during the discharge process. Combined with the general process of discharge and particle collision analysis, it is proposed that the discharge of inductively broken arc is caused by the collision of electrons emitted by the cathode and the motion of electrons. In addition, the metal vapor produced by metal melting accelerates the gas ionization. PIC-MCC model is established to study electron emission, non-collision motion and particle collision. The position and velocity of charged particles are calculated by using kinetic equation. According to a certain weighting method, the charge amount of charged particle is accumulated to the corresponding grid point, and the potential and electric field distribution of charged particle are obtained by unpoisson equation. The effects of external voltage and electrode spacing on arc discharge are obtained by software simulation. Combined with the macroscopic theory research of the arc discharge, the simulation system is verified. The results show the feasibility of the system and the correctness of the microscopic mechanism analysis.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM501.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2338596