触点灭弧保护电路的建模与仿真.doc

题 目 触点灭弧保护电路的建模与仿真 一、选题依据（拟开展研究项目的背景、目的及现实意义） 触点灭弧保护电路仍有不少人在研究，但是仍然没有得到确切的办法。现在目前通用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、短弧灭弧法 、狭沟灭弧法、真空灭弧法、六氟化硫SF6灭弧法，这些方法不仅仅家庭中适用，工业领域中应用更多。对于有触点电器而言，由于电弧主要产生于触头开断电路时，高温将烧损触头及绝缘，严重情况下甚至引起相间短路、电器爆炸，酿成火灾，危及人员及设备的安全。所以从触点灭弧保护电路出发目的在于了解它的基本规律，找出相应的办法，让电弧在电器中尽快熄灭，保护触点，延长寿命，让电器得以保护，减少不必要的损失。 二、文献综述（国内外研究现状分析、主要参考文献） 目前国内外大多采用低压真空灭弧，很少有直接使用电路来解决。通过阅读文献，已经初步了解电弧现象及特点，电弧产生的过程和目前所采用的灭弧方法。在空气中断开电路时，若触头两端距离小并且有足够的电压时，触头间就会产生电弧。电弧是一种电路导通状态，是通过气体导电的现象[1]。触点的电弧主要是因为触点驱动感性负载断开瞬间，电感产生感生高压，击穿空气所致，结果是高温灼伤触点，触点被氧化，接触电阻加大，影响其控制作用，减少了使用寿命。 低压开关电器的灭弧方法有：(1)设置灭弧罩。灭弧罩有很多间隔，电弧进入灭弧罩以后被分割成一串短电弧，使电弧很快熄灭。(2)设置速断刀片或速断弹簧。速断刀片盒速断弹簧是将电弧迅速拉长，加快电弧冷却，从而达到灭弧的目的[2-4]。 国际上常用的无源消弧方法主要有二极管并接在负载、二极管和齐纳管并接在负载上、电阻并接在负载上、压敏电阻并接在负载上、二极管和电阻并接在负载上、电阻和电容并接在触点开关上、并联的二极管与电阻和电容串联并接在触点开关上、对接的齐那管并接在负载上、电阻电容和二极管组合并接在负载上等九种方法[5]。 目前通过RLC电路研究灭弧保护是个空缺的领域，阻容网络能够稳定电压，可以有效一直电弧[6]。各元件多数都是采用经验值，没有准确的数值，因此可以使用具有仿真功能的Multisim 11来进行仿真，可以方便快捷地的得到研究的结果[7-8]。并进行建模，对实验所得数据使用MATLAB进行处理[9]。 [1]刘丙江.电弧事故的危害及其预防措施[J].大众用电,Popular Utilization of Electricity,2003年07期. [2] 李新.继电接触控制电路触头特点灭弧方法及应用[J].领域·思辨_行业信息,2015年06期. [3] 杨飞,荣命哲,吴翊,史强,增超,马瑞光,陈 胜.考虑栅片烧蚀金属蒸气的栅片切割 空气电弧仿真与实验研究.物理学报,Acta Physica Sinica，2011年05期. [4]胡翔骏.电路分析[M].（第2版）.高等教育出版社..2007.1. [5]李家樾.触点电弧的抑制方法[J].电子机械工程,1986,(1):70-71. [6]翟明静,徐建刚,刘广陵.基于阻容降压的稳压电路设计[J].电子技术应用,2015年10期. [7]童诗白 华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社.2006. [8] 梁青 ... [等].Multisim 11电路仿真与实践[M].清华大学出版社 2012.12 北京. [9] (美) Frank R. Giordano ... [等] 著.数学建模[M].机械工业出版社。2009 北京. 三、研究方案（主要研究目标、研究内容、研究方法及创新之处） 触点灭弧保护电路是用来解决电器电源开关产生的电弧的主要手段，此研究目标是根据电容电压的不可跃变性，在触点开关上并接上一定容量的电容即可达到抑制或者灭弧的效果，达到触点保护的目的。通过设计出来的电路，计算出合适的参数，有效的消除电路产生的电弧。来减少现实生活中电弧所带来的危害，并减少不必要的损失。通过使用仿真软件Multisim对所设计的保护电路进行模拟仿真，对效果进行仿真论证，并使用MATLAB对所得的数据进行建模，使其达到最优化的效果。其中如何设计电路及参数计算是其中最重要部分，这需要不断的进行实验，随时调整电路，来达到灭弧的效果。创新之处是利用小元件达到大作用。 目 录 TOC \o 1-2 \h \z \t 标题 3,3 摘 要 1 英文摘要 2 引 言 2 正 文 3 1 仿真软件概述 3 1.1 Multisim