低壓交流接觸器電弧動態(tài)數(shù)學模型和溫度場仿真研究.pdf

1、低壓交流接觸器是低壓電器的一個重要組成部分,其作為基礎(chǔ)性配套元件被廣泛的應用于各生產(chǎn)部門。在低壓交流接觸器閉合和分斷電氣回路時,其觸頭間會產(chǎn)生電弧。低壓交流接觸器開關(guān)電弧在其燃弧瞬間即可達到高溫,因而會嚴重影響低壓交流接觸器的產(chǎn)品性能,降低其產(chǎn)品可靠性并縮短其電壽命。本文主要研究低壓交流接觸器開關(guān)電弧在燃弧過程中的直徑變化以及電弧的溫度變化和分布規(guī)律并對低壓交流接觸器開關(guān)電弧進行了仿真計算。本文的研究成果可以為改進觸頭材料、改善電器的結(jié)

2、構(gòu)以及提高低壓交流接觸器的電氣性能提供支持。
　　 本文首先利用基于面陣CCD照相機的低壓交流接觸器開關(guān)電弧的高速圖像采用系統(tǒng)對低壓交流接觸器的開關(guān)電弧從燃弧到熄弧的一系列圖像進行采集,然后利()自適應中值濾波算法對采集到的低壓交流接觸器電弧的圖像進行了去噪,并利用()普拉斯銳化法對電弧圖像的邊緣以及細節(jié)信息進行了銳化處理。本文基于低壓交流接觸器開關(guān)電弧的高速圖像采集系統(tǒng)的光學特征對該系統(tǒng)進行了標定并按照標定計算了整個燃弧過程中

3、的電弧直徑值變化,分析了電弧的運動規(guī)律。
　　 溫度是電弧的重要物理特性之一。因此研究低壓交流接觸器電弧在燃弧過程中的溫度變化以及分布規(guī)律是十分重要的。本文在分析非接觸測溫理論的基礎(chǔ)上研究了電弧的能量輻射與CCD采集圖像像素灰度值之間的關(guān)系,設(shè)計了雙波長電弧輻射圖像采集裝置,利用黑體爐對該采集裝置進行了標定?；陔p波長比色測溫原理對采集到的電弧燃弧過程的雙波長輻射投影圖像進行了投影溫度場的重建。
　　 本文結(jié)合低壓交流接

4、觸器開關(guān)電弧的特點,建立了電弧的輻射傳遞模型以及測試系統(tǒng)模型,設(shè)計了低壓交流接觸器開關(guān)電弧的輻射拾取裝置。利用該裝置對感性負載條件下的開關(guān)電弧進行了拍攝并利用計算機層析重建算法重建了電弧燃燒時的三維溫度場。區(qū)別于傳統(tǒng)的重建算法,本文將投影方程作為約束條件加入目標優(yōu)化中,提出一種外加約束的最小二乘估計的重建算法。利用該算法重建的低壓交流接觸器開關(guān)電弧的三維溫度場中可以看出電弧的輻射能量場和溫度場的分御情況。
　　 最后,本文對低壓