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中频真空电弧的等离子体特性
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM561[电气工程—电器]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京市海淀区100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50877002);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(200800060004).
中文摘要:

目前应用于未来多电和全电飞机(电流频率360~800Hz)的中频真空开关正成为研究热点,中频真空电弧理论的研究正不断深入。分析了电弧等离子体连续光谱的辐射理论,在假定中频真空电弧处于部分局部热力学平衡态(partial local thermodynamic equilibrium,PLTE)的基础上,结合实际光学通路的简化模型,得到通过双波段窄带连续光谱测量电子温度和电子密度的方法,然后设计了中频真空电弧的参数测量系统实现上述过程。该系统由添加了双波段窄带滤光片的彩色数字电荷耦合器(change.coupleddevice,CCD)摄像机和电弧图像数据分析程序组成,能够同时拍摄电弧图像并获取所需数据。在对光学通路模型进行标定后,利用该系统观测了中频(400、650和800H而电弧形态的演变,并测量了真空电弧的电子温度和电子密度,结果表明理论分析和实验过程有效。中频情况下,电弧主要呈现过渡态电弧和扩散态电弧2种形态。过渡态电弧演变迅速,并在电流峰值时刻转变为扩散态电弧。有效值约为8kA的中频电流在峰值时刻电子温度处于0.5~3eV之间,而电子密度量级为10^20-10^21 m^-3,这些与其他学者得到的电弧等离子体参数相符。

英文摘要:

The vacuum switch used in intermediate frequency (360-800 Hz) power system of more/all electric aircraft is being developed, and the theoretical understanding of the arcing process at intermediate frequency is increasing. The continuum emission theory of arc plasma was analyzed, electron temperature and electron density of intermediate frequency (400-800 Hz) vacuum arc were obtained by application of a simplified optical-channel model and detection on the intensities of dual-narrowband continuum emission spectra. Then, a plasma-parameter diagnostic system was designed to implement the above measurement. This system consists of a color CCD camera with a dual-narrowband filter and arc-motion picture analysis software, and it can record the arc appearance and the data for measurement simultaneously. After calibrated by using standard source of radiance temperature, the system was applied to observe the arc mode evolution and measure the plasma parameters. The results confirmed the validity of analysis and measurement in this work. At intermediate frequency, the transition arc mode and the diffuse arc mode exist during arc evolution. The transition arc evolves rapidly, and converts into the diffuse arc at the peak current. At the current peak of 8 kA with different frequencies, the electron temperature varies from 0.5-3 eV, and the electron density ranges from 10^20-10^21 m^-3, which are in agreement with those achieved by other researchers.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970