论文摘要：纵向磁场触头中频真空电弧特性研究

跟着多电和全电铁鸟本领的兴盛，宇航交谈变频供电体例已变成将来铁鸟供电体例的要害兴盛目标。须要安排新式的宇航电门以符合将来多电/全电铁鸟体例的诉求。真空电门具备开断含量高、体积小、分量轻、寿命长、真实性高档便宜，具备运用于宇航范围的上风，但暂时不足中频电门及其电弧表面的接洽。正文以中频(400Hz-800Hz)真空电弧为接洽东西，对中频真空电弧在各别交流电、各别频次下的电弧电压交流电个性、交流电开断个性、电弧演化及能量个性，以及中频电弧等离子体体参数等举行了接洽，并运用单粒子轨迹法及磁流膂力学表面对中频电弧的个性举行了领会，获得了以次接洽截止：(1) 创造了中频真空电弧试验和仿真平台。安排搭建了具备引弧歧路的振动回路，囊括引弧回路、振动回路和调频回路，并安排实行了中频交流电试验遏制体例。尔后运用Maxwell三维电磁场软硬件创造了触头的水涡场仿真模子并经过计划对触头间歇纵向磁场的散布举行了引见与领会。(2) 经过试验接洽各别频次小开距(2mm)情景下中频真空电弧的电弧电压个性，创造小开距下电弧电压的重要个性。尔后经过试验接洽各别频次下纵磁触头灭弧室的极限交流电开断本领，创造了中频电弧烧蚀触头的基础情势，获得了纵向磁场灭弧室极限开断交流电的平方与频次成反比的论断，而领会觉得交流电过零功夫变革率以及中频纵向磁场滞后观点是感化交流电开断本领的要害成分。(3) 接洽了中频电弧在各别开距下(2mm和4mm)的演化进程中生存的三个样式：自在伸展电弧，过度态电弧和分散态电弧(多重分散态电弧)。创造了沟通交流电下过度态电弧跟着频次的减少而展示更为积聚的表面，而2mm开距电弧爆发积聚的交流电阈值比4mm开距电弧的阈值小。(4)试验创造了中频交流电情景下，电弧演化的特性点电弧电压(A点和B点)跟着交流电和频次的减少而线性减少，同声与这两个点关系的半波平衡输出功率跟着交流电和频次的减少而减少。提出了中频半波平衡输出功率表面推导进程，证明了上述试验截止。在对阳极局面的接洽后，确认了中频大交流电下过度电弧态中的阳极暂态雀斑对阳极烧蚀的要害效率。尔后领会了中频电弧的能量个性，归纳了各别开距下过度态电弧的重要特性，获得了电弧开断试验中阳极触头烧蚀的要害因为。(5) 提出了鉴于贯串光谱法和彩色CCD摄像机确诊中频电弧等离子体体的基础表面，并丈量了中频真空电弧在交流电峰值功夫以及过度电弧态的等离子体体参数。试验截止表白，该本领不妨灵验的丈量电弧等离子体体参数。运用本法获得的中频电弧等离子体体电子温度为0.5eV~3eV，电子密度为1 x 1020-5.3 x 1021m-3。恒定交流电下，交流电频次的增公使得过度态弧柱里面的电子温度更低，电子密度更高。频次普及后交流电密度也所以普及。弧隙里面输出功率和阳极刹时输出功率普及，这证明了正文及其余鸿儒创造的频次普及后阳极的烧蚀局面，考证了下文提出的半波输出功率跟着频次的减少而增大的论断，说领会过度态电弧是中频下阳极烧蚀的要害根源。(6) 运用单粒子轨迹本领和磁流膂力学本领证明了中频真空电弧的试验局面。在觉得中频纵向磁场仍旧为缓变磁场的基础下，创造了过度态电弧弧柱的中断与纵向磁场和感触磁场形成的带电粒子漂移疏通相关。而经过磁流体收缩效力方程推导获得的塌缩功夫，进一步证明了纵向磁场飞腾进程中的弧柱中断局面。塌缩功夫与交流电飞腾率成反比。中频情景下交流电飞腾率增高，所以塌缩功夫比拟同交流电的工频电弧要小。这就引导了中频过度态电弧更易中断。而也恰是如许的中断，使得弧隙内阳极外表能流密度的增大，电弧弧柱等离子体体在过度电弧态的密度升高。更进一步引导了半波输出功率的减少，阳极暂态雀斑的产生，最后使过度态电弧变成阳极烧蚀的要害根源。

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