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用于船舶压载水处理的脉冲电源开关研究

作 者: 刘俊翔
导 师: 何正浩
学 校: 华中科技大学
专 业: 高电压与绝缘技术
关键词: 脉冲电弧液电放电 水处理 脉冲开关 工作寿命
分类号: TM832
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 13次
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内容摘要


船舶压载水的排放问题已经成为现在国际上广泛关注的问题,随意排放将造成生物入侵和环境污染等多种问题。脉冲电弧液电放电作为一种有效地压载水处理方式,已得到广泛关注。作为处理系统的核心元件,脉冲放电开关的性能很大程度上决定了系统的整体性能。本论文使用了多种放电开关作对比,并通过试验和理论分析指出现有真空触发开关、伪火花开关与晶闸管等暂不适用于脉冲电弧液电放电。本论文通过理论分析和仿真计算,并根据系统对于开关放电电压与使用寿命的要求设计了用于脉冲电弧液电放电压载水处理系统的气体脉冲开关。研究首先利用经验公式计算了电极间合适的距离;然后通过计算电极之间电场的不均匀度以及利用有限元分析软件模拟电极之间的电场,得出了结构优化的电极外形;其后研究又通过理论计算得出不同电极材料耐受电弧烧蚀的性能不同。为了使得开关能够长时间稳定工作,研究设计了步进电机控制系统,对放电电压进行闭环控制。本论文还对设计的气体开关进行了试验研究,考查了放电回路当中各种可能影响开关性能的因素。研究指出,更高的放电电压、更大的电容、以及不锈钢做电极材料等可能造成开关放电电压的分散性加大。同时,步进电机的引入在开关长时间工作条件下将显著改善开关的性能。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 脉冲电弧液电放电处理压载水概况与研究背景  8-9
  1.2 脉冲功率技术的发展以及应用简介  9-11
  1.3 脉冲功率闭合开关的国内外研究现状  11-12
  1.4 脉冲电弧液电放电处理压载水对于放电开关的要求  12-13
  1.5 本文的主要研究内容  13-14
2 多种放电开关的试验  14-28
  2.1 真空触发开关研究  14-21
  2.2 伪火花开关研究  21-25
  2.3 晶闸管研究  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 气体开关的基本原理  28-34
  3.1 气体开关导通的基本原理  28-29
  3.2 开关的通流及寿命  29-33
  3.3 本章小结  33-34
4 气体开关的设计  34-49
  4.1 开关电极设计  34-42
  4.2 开关整体设计与制作  42-46
  4.3 电极距离控制系统设计  46-47
  4.4 本章小结  47-49
5 气体开关试验  49-60
  5.1 开关基本特性试验  49-52
  5.2 对开关工作性能造成影响的因素的试验分析  52-59
  5.3 本章小结  59-60
6 总结  60-62
  6.1 本文主要内容与工作成果  60-61
  6.2 下阶段工作展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 高电压技术 > 高电压试验设备及测量技术 > 产生高电压的装置
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