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關注創建者:匿名 創建時間:2021-12-13
電弧分析的視頻教程
Fluent中磁流體MHD的應用
本實例為fluent中磁流體模塊MHD的簡單應用參考實例 本實例參考幫助文檔,供需要的人參考學習 磁流體分析仿真流體在磁場力作用下的運動以及電弧仿真分析等
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電弧分析的實例教程
塑殼斷路器電弧分析_MCCB Arc Simulation
電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,甚至軟件的動網格設置,包含了材料的屬性設置,軟件的控制過程,求解過程的控制等高度復雜的一個仿真。其應用的重要性在電氣行業不言而喻,能夠明確而直觀的查看電弧的運動過程,進而為滅弧室的設計提供重要的理論依據。本次主要查看是的MCCB電弧運動過程,結果僅供參考。
本次分析了大電流的電弧運動情況
具體參考以下視頻
電壓視頻顯示高溫電弧在5~7ms之間進入柵片,電弧電壓迅速升高,電弧持續在柵片之間燃燒,在實際產品中,電弧電壓升高,那么電流會強制減少,達到限流的目的,當供給電壓過0點的時候,其電弧會熄滅
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專注于電弧仿真的方法研究
如有問題請留言!!!
展開 電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片,本次分析的是經典案例,將MCCB的觸頭分開,那么觸頭之間產生電弧,在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢,觀察電弧將進入柵片的過程
溫度變化過程如圖所示
電流變化過程如圖所示
電壓出現下降趨勢,結果如圖
采用的動網格顯示效果如圖所示
獲取電壓的變化過程云圖,電弧進入柵片,動靜觸頭打開,電弧電壓上升,該過程能夠很好的變化電流運動過程,查看其效果觀察柵片的布局合理性,觀察電壓變化過程,為滅弧室設計提共很好的支撐
關鍵詞:MCCB 電弧仿真 斷路器
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專注于電弧仿真的方法研究
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展開 電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,甚至軟件的動網格設置,包含了材料的屬性設置,軟件的控制過程,求解過程的控制等高度復雜的一個仿真。其應用的重要性在電氣行業不言而喻,能夠明確而直觀的查看電弧的運動過程,進而為滅弧室的設計提供重要的理論依據。本次主要查看是的MCCB電弧運動過程,結果僅供參考。
2) 引導區域是從觸點處到滅弧柵之間的空間,由上下兩組導磁鐵片及絕緣隔離片組成,形成一個電弧轉移通道。3) 滅弧柵組件:由9片相互絕緣、片間距約為1.8mm的帶有凹口的鋼片用絕緣框組裝而成,框背后開有通氣孔。
圖19 滅弧室結構及原理示意圖2、 電弧的害處斷路器分斷大電流時,動靜觸點間會產生溫度極高、發出強光的電弧。電弧有兩個害處,一是引起高溫燒壞觸點等零件;二是它本身也是電流,電弧不熄相當于電流不斷,而斷路器需要非常快速地終止所有電流,通常要求機構跳閘后30-150毫秒之間熄滅電弧。
3、 柵片滅弧原理小型斷路器通常采用“金屬柵片滅弧法”,其基本原理是利用金屬柵片產生的感應磁場形成電磁動力(磁吹弧力),將電弧吸入滅弧室,然后分割成若干小段,利用交流電的“過零”及電弧的“近陰極效應”達到快速熄滅電弧的目的。另外滅弧柵還有降溫、散熱、通風等功能。移動電弧的電磁力分析:電弧本質上是一團被電離的氣體,受力時易發生移動。同時它也是一段電流,既可以產生磁場,也可受到電磁力作用。斷路器觸點右邊設置了上下2塊鐵片,滅弧柵組件中有9片鐵片,當電弧產生時,強大的電弧電流產生磁場,將鐵片磁化(有研究表明可多產生約39%的磁場)。這個磁場力反過來又對電弧產生安培力,將電弧往鐵片方向拉(另一邊看來是吹),電弧迅速移入滅弧柵組件。不用擔心會吹過頭,過頭了還會吹回來的。電弧在滅弧室被截成多段小電弧,然后冷卻、熄滅。根據電弧的“近陰極效應”,電弧放電時,近陰極一端吸引、積累了大量正離子,當交流電過零反向后,陰極變陽極,正離子區域可以形成約150V-250V左右的反向電場,這個電場能抵消起弧的外電場,從而阻斷電弧電流。滅弧室設計成9隔,電弧引入后被截成10段,每段都有一個陰極,串聯起來就有1500V以上的反壓,當外電場低于此值,電弧就會熄滅。
展開 3.模型建立與分析方法
實際的接觸器結構復雜,包含多個零部件和細節特征。在進行仿真分析時,為了提高計算效率和簡化模型,需要對模型進行合理簡化。例如,可以忽略一些對電弧運動影響較小的零部件,如一些小型的安裝支架、連接件等;對于一些復雜的幾何形狀,可以進行適當的近似處理,如將圓角、倒角等簡化為直角或直線。但在簡化過程中,需要確保不影響電弧運動的主要特性和關鍵參數。
由于計算量大,將模型簡化為僅僅處理觸頭關鍵位置的模型,其余模型取消,但是考慮永磁體的影響,加載永磁體模型
邊界條件的設定對仿真結果有著重要影響。在接觸器觸頭電弧運動仿真中,常見的邊界條件包括溫度邊界、壓力邊界、電流邊界和磁場邊界等。例如,對于溫度邊界,可以根據實際情況設定為固定溫度、對流換熱或輻射換熱等邊界條件。本次計算設置觸頭兩側的電流和電壓可以得到電弧隨著電流而變化產生的流動效果
將電弧可能的運動區域隔離出來,加密網格,讓電弧運動更加細致
4.結果分析
通過仿真計算,可以得到接觸器觸頭開斷過程中不同時刻的電弧形態。在觸頭剛分離時,電弧呈現出短而粗的形態,緊貼著觸頭表面。隨著時間的推移,電弧在電磁力和氣流的作用下逐漸被拉長、變細,并向滅弧室方向運動。在運動過程中,電弧會發生彎曲、扭曲等變形,呈現出復雜的形態。通過對不同時刻電弧形態變化的分析,可以直觀地了解電弧的運動軌跡和發展過程。
磁場方向的改變也會對電弧運動產生顯著影響。當磁場方向與電弧軸線垂直時,電弧受到的電磁力最大,電弧的運動軌跡會發生明顯的偏移,更容易被吹入滅弧室。
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通過對不同時刻電弧形態變化的分析,可以直觀地了解電弧的運動軌跡和發展過程。
磁場方向的改變也會對電弧運動產生顯著影響。當磁場方向與電弧軸線垂直時,電弧受到的電磁力最大,電弧的運動軌跡會發生明顯的偏移,更容易被吹入滅弧室。
現在以含碳為3%,含硅量為2.5%的常用灰鑄鐵為例,分析電弧焊(最常用的方法)焊后在焊接接頭上組織變化的規律。
首先來分析當Si為2.5%的Fe-C-Si三元合金狀態圖(見圖4-3)。對含碳量大于2%的鑄鐵來說,該圖與Fe-C二元合金狀態圖之間最主要的區別,是前者共晶轉變與共析轉變是在某一溫度區間內進行,而后者的共晶轉變與共析轉變是在某一定溫度下進行。
采用comsol軟件,對簡單二維電弧的上述三個過程進行數值模擬,結合仿真結果,分析電弧的運動特性,指導后續的產品改進。
本次模擬對象的幾何模型如下圖所示。圖1和圖2差別在于,圖1動觸頭向下分斷,而圖2動觸頭向上分斷。
電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片,本次分析的是經典案例,將MCCB的觸頭分開,那么觸頭之間產生電弧,在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢,觀察電弧將進入柵片的過程
溫度變化過程如圖所示
電流變化過程如圖所示
電壓出現下降趨勢,結果如圖
MCCB觸頭打開電弧運動經典案例
電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,甚至軟件的動網格設置,包含了材料的屬性設置,軟件的控制過程,求解過程的控制等高度復雜的一個仿真。其應用的重要性在電氣行業不言而喻,能夠明確而直觀的查看電弧的運動過程,進而為滅弧室的設計提供重要的理論依據。
塑殼斷路器電弧分析_MCCB Arc Simulation
電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,甚至軟件的動網格設置,包含了材料的屬性設置,軟件的控制過程,求解過程的控制等高度復雜的一個仿真。其應用的重要性在電氣行業不言而喻,能夠明確而直觀的查看電弧的運動過程,進而為滅弧室的設計提供重要的理論依據。
電弧分析是斷路器設備的重點與難點,主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析,甚至軟件的動網格設置,包含了材料的屬性設置,軟件的控制過程,求解過程的控制等高度復雜的一個仿真。其應用的重要性在電氣行業不言而喻,能夠明確而直觀的查看電弧的運動過程,進而為滅弧室的設計提供重要的理論依據。本次主要查看是的MCCB電弧運動過程,結果僅供參考。
移動電弧的電磁力分析:電弧本質上是一團被電離的氣體,受力時易發生移動。同時它也是一段電流,既可以產生磁場,也可受到電磁力作用。斷路器觸點右邊設置了上下2塊鐵片,滅弧柵組件中有9片鐵片,當電弧產生時,強大的電弧電流產生磁場,將鐵片磁化(有研究表明可多產生約39%的磁場)。這個磁場力反過來又對電弧產生安培力,將電弧往鐵片方向拉(另一邊看來是吹),電弧迅速移入滅弧柵組件。
7.電弧危害的分析和預防,對于能量大于 5.016J/m2的設備,必須進行電弧危害分析,以確保安全有效地工作。
8.對于維修中易產生靜電的過程或系統,應該進行靜電危害分析,并制定相應措施和程序,以預防靜電危害。
9.金屬梯子、椅、凳等均不能在電氣作業場合下使用。
第三種情況是短路電流通過兩個導體的接觸電阻時,會生成高溫造成兩導體接觸點熔化成團在脫離接觸時形成了電弧性短路,電弧性短路造成的危險遠大于金屬性短路,是因為電弧具有很大的阻抗和電壓降導致短路電流很小,其短路電流沒有達到過電流保護裝置的動作值,從而過電流保護裝置不能動作,但是電弧的溫度高達上千攝氏度,這樣的溫度足夠引燃附近的可燃物,所以通過上述分析可知電弧性短路是線路發生電氣火災的主要原因。