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航天PILZ繼電器分?jǐn)嚯娀〖捌湟种拼胧?/strong>
航天電磁PILZ繼電器是可靠性及壽命要求較高的一類密封PILZ繼電器，其壽命主要取決于分?jǐn)噙^(guò)程的燃弧特性及電弧對(duì)觸頭的燒蝕特性。建立航天熱力學(xué)環(huán)境下銀觸頭在N_2、H_2和He氣體中分?jǐn)嚯娀〉娜S磁流體動(dòng)力學(xué)模型，研究不同分?jǐn)嘁蛩貙?duì)電弧溫度、電壓、燃弧時(shí)間等參數(shù)的影響，研究觸頭燒蝕量與燃弧因素之間的關(guān)系，比較各種適用于航天PILZ繼電器的電弧抑制措施對(duì)觸頭燒蝕量的減小程度。

航天PILZ繼電器分?jǐn)嚯娀〖捌湟种拼胧?/strong>
燃弧氣體和觸頭蒸汽混合等離子體的熱力學(xué)特性和輸運(yùn)系數(shù)是研究電弧特性和觸頭燒蝕特性的前提和基礎(chǔ)。針對(duì)銀蒸汽帶來(lái)的組份之間碰撞現(xiàn)象，提出了碰撞積分的計(jì)算方法。銀原子與中性氣體組份的碰撞采用Lennard-Jones勢(shì)描述，碰撞參數(shù)采用組合法獲得；銀原子與氣體離子組份之間、銀離子與氣體中性組份之間的碰撞采用極化勢(shì)描述。采用Gibbs自由能zui小化原理和Chapman-Enskog估計(jì)法給出了200K~20000K溫度范圍內(nèi)任意比例銀蒸汽與N_2、H_2和He氣體的混合物平衡組份、熱力學(xué)特性和輸運(yùn)系數(shù)，解決因電弧等離子體熱力學(xué)特性和輸運(yùn)系數(shù)未知而無(wú)法進(jìn)行航天PILZ繼電器電弧理論分析與建模仿真的問(wèn)題。 建立了航天熱力學(xué)條件下銀觸頭在N_2中分?jǐn)嚯娀〉娜S磁流體動(dòng)力學(xué)模型。該模型考慮了銀觸頭材料汽化燒蝕、銀蒸汽濃度和弧根區(qū)域鞘層的等效。提出了熱力學(xué)環(huán)境在航天PILZ繼電器電弧模型中的描述方法，其中力學(xué)環(huán)境等效為動(dòng)量方程的體積力，熱學(xué)環(huán)境通過(guò)溫度邊界條件、壓力邊界條件及電弧熱力學(xué)特性和輸運(yùn)系數(shù)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合動(dòng)態(tài)層鋪法實(shí)現(xiàn)了分?jǐn)噙^(guò)程溫度場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及銀蒸汽濃度的耦合求解，研究了不同分?jǐn)鄺l件下電弧電壓、燃弧時(shí)間、觸頭燒蝕量等參數(shù)，給出了熱力學(xué)環(huán)境對(duì)電弧特性和觸頭燒蝕特性的影響規(guī)律。采用航天PILZ繼電器分?jǐn)嚯娀∪S磁流體動(dòng)力學(xué)模型，研究了H_2和He作為燃弧氣體、增大氣體壓強(qiáng)、永磁體磁場(chǎng)吹弧等適用于航天PILZ繼電器的電弧抑制措施對(duì)電弧特性和觸頭燒蝕特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，H_2可作為航天PILZ繼電器的理想燃弧氣體；增大壓強(qiáng)有利于提高電弧電壓，減少蒸發(fā)燒蝕量，從而提高電壽命；永磁磁場(chǎng)吹弧可縮短燃弧時(shí)間、減少觸頭蒸發(fā)燒蝕量。采用H_2熄弧、提高氣體壓強(qiáng)及磁場(chǎng)吹弧等措施均能有效地加快電弧熄滅，減輕電弧對(duì)觸頭的燒蝕程度。采用高氣壓H_2作為燃弧氣體，并配合小體積永磁體吹弧，可有效提高滅弧性能和觸頭分?jǐn)鄩勖?/span>

航天PILZ繼電器分?jǐn)嚯娀〖捌湟种拼胧?/strong>
碰撞式觸頭恒速分?jǐn)嚯娀≡囼?yàn)系統(tǒng)，利用高速攝像機(jī)拍攝了分?jǐn)噙^(guò)程電弧和銀原子濃度分布圖像，提出了弧根運(yùn)動(dòng)特性自動(dòng)提取的圖像處理算法，研究了電弧的形態(tài)及其在磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)特性。實(shí)驗(yàn)研究了不同電流、分?jǐn)嗨俣?、外加磁?chǎng)等因素對(duì)電弧特性和觸頭燒蝕特性的影響規(guī)律，為理論分析和仿真研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。zui終通過(guò)電弧電壓、燃弧時(shí)間和磁場(chǎng)作用下電弧運(yùn)動(dòng)特性的測(cè)試結(jié)果證明所建電弧模型的正確性。