發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 18:15

　　 近年來(lái)高電壓、大電流、小型化、長(zhǎng)壽命成為了大功率直流繼電器更新?lián)Q代的發(fā)展方向和熱點(diǎn)。這對(duì)其觸頭系統(tǒng)的滅弧,抗熔焊等電性能提出了更高的要求。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高壓大功率直流繼電器觸頭系統(tǒng)電性能影響因素的研究還比較缺乏,因此研究影響其電性能的關(guān)鍵因素具有重要意義。本文搭建了一套能模擬不同環(huán)境氣氛條件,方便調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度和觸頭分?jǐn)嗨俣?能實(shí)現(xiàn)電壓電流信號(hào)實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)的繼電器觸頭電性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)�；诓杉降碾妷弘娏鞑ㄐ�,利用LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套計(jì)算燃弧時(shí)間、電弧能量、電弧電量、接觸電阻的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算軟件。在直流270V/100A阻性負(fù)載條件下,利用CuCr系列、CuW系列和CuMo85觸頭在空氣和氮?dú)庵虚_(kāi)展對(duì)稱配對(duì)和非對(duì)稱配對(duì)時(shí)觸頭通斷電路實(shí)驗(yàn),研究了觸頭材料及材料非對(duì)稱配對(duì)時(shí)對(duì)觸頭抗熔焊性能、觸頭侵蝕和分?jǐn)嗳蓟r(shí)間的影響。結(jié)果表明CuW和CuMo85比CuCr抗熔焊能力強(qiáng)。材料成分比例的單調(diào)變化對(duì)該系列材料的抗熔焊等電性能沒(méi)有表現(xiàn)出單調(diào)影響規(guī)律。非對(duì)稱配對(duì)時(shí),觸頭電性能與陽(yáng)極材料的電性能相關(guān)性較強(qiáng);上述三種電性能多表現(xiàn)為“中間效應(yīng)”。在直流200-500V,阻性電流40-150A條件下,利用CuW70和CuMo85觸頭在一個(gè)大氣壓的air、N_2、CO_2、O_2、Ar、CO_2與Ar按4:1混合及按1:1混合的七種氣氛中開(kāi)展實(shí)驗(yàn),研究了不同環(huán)境氣氛對(duì)兩種觸頭材料分?jǐn)嗳蓟r(shí)間、觸頭侵蝕和接觸電阻的影響。結(jié)果表明分?jǐn)嗳蓟r(shí)間在Ar和O_2中最長(zhǎng)和次最長(zhǎng),在CO_2中較短,CO_2和Ar的混合氣體表現(xiàn)為“中間效應(yīng)”�？骨治g性能最好的是N_2,其次是CO_2和Ar的混合氣體,表現(xiàn)為“最優(yōu)效應(yīng)”,最差的是O_2。O_2中具有最高的接觸電阻,其次是air,N_2和CO_2中接觸電阻低而穩(wěn)定�；贑uW70和CuMo85在不同氣氛中分?jǐn)嗳蓟r(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果,用數(shù)據(jù)擬合的方法研究了氣氛物性參數(shù)對(duì)分?jǐn)嗳蓟r(shí)間的影響。結(jié)果表明分?jǐn)嗳蓟r(shí)間與氣氛的相對(duì)分子量、黏度、熱導(dǎo)率正相關(guān),與電子親和性、電離能、比熱容負(fù)相關(guān),電子親和性和電離能對(duì)分?jǐn)嗳蓟r(shí)間影響較大,且影響程度接近。在直流200-500V,阻性電流40-150A,橫向磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為50mT、65mT、80mT,觸頭平均分?jǐn)嗨俣葹?0mm/s、85mm/s、100mm/s條件下開(kāi)展CuW70觸頭通斷電路實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明隨磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,總分?jǐn)嗳蓟r(shí)間、氣相燃弧時(shí)間單調(diào)減小,金相燃弧時(shí)間減小與否受觸頭分?jǐn)嗨俣扔绊�。隨分?jǐn)嗨俣仍龃?總?cè)蓟r(shí)間、金相和氣相燃弧時(shí)間都單調(diào)減小。增大分?jǐn)嗨俣群痛鸥袘?yīng)強(qiáng)度都能減輕觸頭侵蝕。本文開(kāi)展的觸頭材料及非對(duì)稱配對(duì)、環(huán)境氣氛、橫向磁場(chǎng)及觸頭分?jǐn)嗨俣葘?duì)觸頭分?jǐn)嗳蓟r(shí)間、抗侵蝕等電性能影響的研究對(duì)高壓大功率直流繼電器的研發(fā)具有重要參考意義。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM581.4
【部分圖文】：

QS3是 3 個(gè)獨(dú)立的隔離開(kāi)關(guān)，作用是實(shí)現(xiàn) 參數(shù)為 10kV/630A。R1、R2、R3是參數(shù)分70Ω/50A/3.5kV 的可調(diào)電阻，R1的分度值是值，R2和 R3均可調(diào)節(jié)輸出 10-70Ω（分度值裝置上的實(shí)驗(yàn)觸頭，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觸頭模擬裝直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源 E 是橋式整流電源（正面）照片，該電源的電路原理圖如圖 2力系統(tǒng)的電氣隔離，由橋式整流電路N OV 0 .5V，因此該電源的負(fù)極相對(duì)于所以本文搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是以該電源負(fù)極安全。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文圈通電后產(chǎn)生電磁吸力使電磁鐵軛鐵克服彈簧反力向 x 軸正方向運(yùn)動(dòng)，而帶動(dòng)動(dòng)觸頭滑塊和動(dòng)觸頭向 x 軸正方向運(yùn)動(dòng)，模擬繼電器觸頭分?jǐn)嚯娐返倪^(guò)程。當(dāng)電磁鐵線圈斷電后，電磁鐵吸力消失，彈簧反力使動(dòng)觸頭滑塊向 x 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，使動(dòng)觸頭與靜觸頭閉合接觸，模擬繼電器觸頭閉合電路的過(guò)程。該模擬裝置能快速方便地拆卸安裝觸頭及調(diào)整橫向磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度只需要調(diào)節(jié)磁場(chǎng)托架與觸頭的距離或者增減永磁體的片數(shù)，觸頭拆卸和組裝示意圖如圖 2-5 所示。

圖 2-9 觸頭模擬裝置放置于腔體內(nèi)的照片數(shù)據(jù)采集卡、與采集卡配套的 BNC 接線盒、采集存儲(chǔ)程序、隔離變壓器及導(dǎo)靜電電阻組量 M 點(diǎn)和 N 點(diǎn)的電壓 UM和 UN（觸頭兩端電壓）分別連接到 BNC 接線盒的 AI1 和 AI2裝在工控機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡連接；LabVIEW UN′乘以分壓比后得到 UM和 UN，并按 I，最后將 UN和 I 存儲(chǔ)到工控機(jī)硬盤內(nèi)并實(shí)能直接由市電供電，因此用隔離變壓器給其系統(tǒng)參考點(diǎn)）連接，另一端與大地連接，其過(guò)程中工控機(jī)機(jī)殼和隔離變壓器機(jī)殼可能積

【參考文獻(xiàn)】

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1 薄凱;喬鑫磊;陳默;翟國(guó)富;;直流大功率繼電器分?jǐn)嚯娀√匦栽囼?yàn)研究[J];電器與能效管理技術(shù);2015年15期

2 陶麒鸚;周曉龍;周允紅;張浩;;AgCuO電觸頭材料的電接觸性能[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2015年05期

3 王瑞娟;王俊勃;宋宇寬;安招鵬;趙倩;;高壓和真空銅基觸頭材料的研究進(jìn)展[J];電工材料;2014年04期

4 江燕;楊敏鴿;楊增超;王俊勃;賀辛亥;劉松濤;;中高壓銅基電觸頭材料的研究現(xiàn)狀[J];電工材料;2013年04期

5 張?zhí)m晶;歐佳嶸;;750V車用高壓直流繼電器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)[J];低壓電器;2013年16期

6 李權(quán);丁敏;吳愛(ài)萍;鄒貴生;宋偉;李劍;;銅基電磁開(kāi)關(guān)觸頭材料的抗熔焊性能[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2013年08期

7 朱艷彩;王景芹;王海濤;;Bi摻雜納米AgSnO_2的耐電弧侵蝕性能研究[J];稀有金屬材料與工程;2013年01期

8 賈申利;趙虎;李興文;史宗謙;;SF_6替代氣體滅弧性能的研究進(jìn)展綜述[J];高壓電器;2011年11期

9 陳文革;陳勉之;邢力謙;李金山;洪峰;;摻雜對(duì)WCu電觸頭材料電弧特性的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2009年11期

10 臧春艷;何俊佳;李勁;劉成衍;王立忠;羅福彪;;密封繼電器接觸電阻與表面膜研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年31期

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1 崔行磊;直流電弧作用下觸頭材料的侵蝕機(jī)理和轉(zhuǎn)移特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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1 楊曉鋮;電觸點(diǎn)動(dòng)熔焊機(jī)理試驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2016年

2 劉云;減小直流繼電器觸頭燃弧時(shí)間的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

3 王容華;直流繼電器電性能測(cè)試系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

4 張漢思;繼電器電性能測(cè)試系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 崔行磊;磁場(chǎng)作用下的電弧及電腐蝕特性的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2810930