脈沖功率開關(guān)技術(shù)(1)(編輯修改稿)
2025-05-29 13:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 開關(guān)間隙被觸發(fā)擊穿后 ,儲存在電容器里的能量將被傳送到負載 ,電流沿著圖中箭頭的方向在開關(guān)電極上流動 ,放電電流感應(yīng)出磁場 ,間隙間的放電電弧在磁場的洛倫茲力的驅(qū)動下 ,會沿環(huán)形電極移動。這樣就減小了開關(guān)電極的燒蝕 ,從而延長了開關(guān)的壽命。 本實驗設(shè)計的開關(guān)電極結(jié)構(gòu)、幾何尺寸和開關(guān)的外形如圖 2 所示。它有三個電極 ,觸發(fā)電極 C 呈圓盤形 ,位于高壓電極 A 和低壓電極 B 之間。觸發(fā)電極 C 的靜態(tài)電位由附加的分壓電阻R1 , R2 決定 ,其按 C ,A 間的距離和 C ,B 間的距離分配 ,這樣電極間的靜電場不會產(chǎn)生畸變。 觸發(fā)脈沖通過隔直電容 Cb 送到觸發(fā)盤上 ,其極性與高壓電極的極性相反。當(dāng)觸發(fā)盤與一端電極打火后 ,觸發(fā)盤與另一端電極間的電場迅速增強 ,這部分間隙被擊穿。高壓電極 A 和低壓電極 B 是在電極形狀優(yōu)化基礎(chǔ)上設(shè)計的環(huán)形均勻電場電極 ,其電極結(jié)構(gòu)、幾何尺寸如圖 2 所示。 實驗結(jié)果 鋁電極： 第一部分是直徑為 2～ 3mm 的燒蝕斑點 ,這部分的燒蝕 情況較為嚴重 。第二部分除了一些細小的燒蝕痕跡外 ,燒蝕較為輕微 ,這些燒蝕痕跡沿著電極的圓周延續(xù)了幾個 cm。 燒蝕斑點可以認為是電弧的起始點 ,然后電弧在放電電流感應(yīng)的磁場作用下沿環(huán)形電極的周圍移動 ,電弧的運動減小電弧在電極某一特定點相互作用的時間 ,從而減小了開關(guān)電極的燒蝕 ,電弧在電極上運動時 ,就會留下一些燒蝕痕跡。實驗表明電弧燒蝕斑點并不固定在同一位置 ,從而延長了開關(guān)電極的壽命。 實驗結(jié)果 黃銅電極： 黃銅電極的燒蝕比鋁電極的燒蝕要小得多 ,原因是黃銅的熔點和熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋁的大。 如果改變開關(guān)電極的聯(lián)接電線接線端的接線位置 ,使其不被 彼此錯開 180176。 放置 ,而是小于 180176。 ,即是在缺口連線的同一側(cè) ,從而不能形成推動電弧的洛倫茲力 (非旋轉(zhuǎn)電弧間隙開關(guān) nonRAG) ,電極的燒蝕情況電極比 RAG結(jié)構(gòu)的開關(guān)電極的燒蝕情況要嚴重得多 ,只有電弧燒蝕斑點 ,沒有燒蝕細痕 ,可見電弧沒有運動。 沒有經(jīng)過優(yōu)化的開關(guān)電極表面燒蝕情況 ,與經(jīng)過優(yōu)化的開關(guān)電極表面燒蝕情況對比可看出 ,未經(jīng)優(yōu)化的電極的放電點基本上均勻分布在電極表面的中間部分 ,邊緣部分的燒蝕輕微得多 ,從燒蝕的痕跡也可以推測出電弧沿電極表面運動 ,而不是固定在一點。 結(jié)論： (1) 證明了 RAG原理的正確性 ,即開關(guān)電極之間的放電電弧是存在定向運動的。如果開關(guān)電極之間的放電電弧是靜止的或是隨機跳躍的 ,開關(guān)電極表面的燒蝕痕跡就會是一個或若干個燒蝕斑點 ,而不是燒蝕痕跡隨著放電電流峰值和放電電流脈寬的增加而加長。 (2) RAG開關(guān)通過不同波形的放電電流后 ,開關(guān)電極表面燒蝕痕跡的長短會不同 ,從而證明了開關(guān)電極之間放電電弧運動與放電電流峰值和放電電流脈寬是密切相關(guān)的。
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