一种用于电弧风洞加热器的引弧电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于电弧风洞加热器的引弧电路，包括：整流电源、控制单元、IGBT电子开关和电弧风洞加热器；所述整流电源的正极与所述电弧风洞加热器的正极相连，所述整流电源的负极与所述电弧风洞加热器的负极相连，所述控制单元与所述整流电源信号连接，且与所述IGBT电子开关控制连接，所述电弧风洞加热器具有进气口；所述电弧风洞加热器的正极和负极之间具有两个或两个以上片间，每个所述片间的两端对应连接有一个所述IGBT电子开关；两个或两个以上所述IGBT电子开关依次串联后与电弧风洞加热器的负极相连。本实用新型专利技术采用IGBT电子开关取代机械式直流分断开关作为开关器件，避免了机械触头的合

【技术实现步骤摘要】
一种用于电弧风洞加热器的引弧电路


[0001]本技术涉及电力电子
，特别是涉及一种用于电弧风洞加热器的引弧电路。

技术介绍

[0002]等离子电弧加热装置工作原理是将一定流量和压力下的压缩空气注入电弧加热器中，大功率直流电源系统输出直流高压将加热器中的气体电离击穿，形成等离子电弧，电弧燃烧把空气加热到高温状态。高温气体经锥形喷管加速成高焓、高速气流，以实现加热、烧蚀、熔炼等目的，电弧加热器是航天器地面模拟高温热环境的主要设备。
[0003]电弧风洞一般工作在真空环境下，加热器工作时会充满空气，但加热器的正极与负极之间距离很大，要直接引燃正极负极之间的空气需要很高的能量，为此电弧加热器采用分段引弧的方式，即将直流分断开关并接在加热器抽头上，在引弧阶段先使直流分断开关闭合，短路该部分电极，待引弧成功后，气体介质成功击穿成离子状态，断开直流分断开关，击穿该部分气体，完成引弧阶段的工作。
[0004]采用直流分段开关引弧有如下的缺点
[0005](一)等离子电弧加热装置应用直流进行供电，由于直流电弧无自然过点，灭弧更为困难，直流分断开关是一种机械开关，通过线圈控制电磁铁的吸合使触点吸合或断开，为了保证能够安全熄灭电弧，所以直流分断开关一般采用磁吹式灭弧，其结构比较复杂、笨重、分断性能较差，导致使用寿命受到限制，时间久了灭弧罩容易烧毁。
[0006](二)由于设备灭弧的要求，直流分断开关体积一般较大，并且在灭弧室一侧需要留有足够的安全空间，所以设备占用空间较大。
[0007](三)直流分断开关的吸合和断开是通过线圈控制电磁铁来完成，所以转换速度较慢，一般为零点几秒，极端状态可能会导致断弧。

技术实现思路

[0008]为此，本技术的一个目的在于提出一种能解决上述技术问题的用于电弧风洞加热器的引弧电路。
[0009]本技术提供了一种用于电弧风洞加热器的引弧电路，包括：整流电源、控制单元、IGBT电子开关和电弧风洞加热器；所述整流电源的正极与所述电弧风洞加热器的正极相连，所述整流电源的负极与所述电弧风洞加热器的负极相连，所述控制单元与所述整流电源信号连接，且与所述IGBT电子开关控制连接，所述电弧风洞加热器具有进气口；所述电弧风洞加热器的正极和负极之间具有两个或两个以上片间，每个所述片间的两端对应连接有一个所述IGBT电子开关；两个或两个以上所述IGBT电子开关依次串联后与所述电弧风洞加热器的负极相连。本技术采用IGBT电子开关有效取代机械式直流分断开关作为开关器件。IGBT电子开关作为半导体器件，其导通和关断是由栅极和发射极之间的电压控制，通过器件内部电子移动完成的，避免了机械触头的合
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分动作，不产生电弧，极大的延长了使
用寿命。同时，无需增加灭弧装置，大大减小该部分设备所占用的空间。
[0010]进一步地，所述进气口的位于所述电弧风洞加热器的正极。
[0011]进一步地，所述片间具有四个，对应地，所述IGBT电子开关具有四个。
[0012]使用本技术进行引弧的步骤包括：
[0013]步骤一，闭合所有IGBT电子开关，在电弧风洞加热器的正极通入少量高纯度氩气；
[0014]步骤二，启动整流电源,电弧风洞加热器中的高纯度氩气在直流高电压下发生击穿形成电弧，使电弧风洞加热器的正极与第一片间之间的形成回路；
[0015]步骤三，控制单元迅速断开与第一片间对应的第一IGBT电子开关，使电弧弧根由第一片间落到第二片间；
[0016]步骤四，控制单元迅速断开与第二片间对应的第二IGBT电子开关，使电弧弧根由第二片间落到第三片间或者落到负极，以此类推，当电弧弧根落到负极时，完成电弧加热器的引弧。
[0017]进一步地，所述步骤二还包括：控制单元接收整流电源的起弧成功信号及故障信号，并响应于接收到起弧成功信号，继续进行下一步骤；响应于接收到故障信号，控制整流电源紧急停车。
[0018]进一步地，所述步骤三和步骤四还包括：控制单元接收整流电源的引弧成功信号及故障信号，并响应于接收到起弧成功信号，待分断时间后，断开下一个IGBT电子开关；响应于接收到故障信号，控制整流电源紧急停车；其中，所述分断时间为预先设定的时长。
[0019]进一步地，还包括：控制单元检测IGBT电子开关的电压和电流，并响应于IGBT电子开关的电压异常或电流异常，控制整流电源紧急停车。
[0020]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1绘示了一种用于电弧风洞加热器引弧的引弧电路的结构图。
[0023]附图中标记为：
[0024]1整流电源
[0025]2控制单元
[0026]3IGBT电子开关
[0027]31第一IGBT电子开关
[0028]32第二IGBT电子开关
[0029]33第三IGBT电子开关
[0030]34第四IGBT电子开关
[0031]4电弧风洞加热器
[0032]41正极
[0033]42负极
[0034]43第一片间
[0035]44第二片间
[0036]45第三片间
[0037]46第四片间
具体实施方式
[0038]下面将结合实施例对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0039]在本技术的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0040]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电弧风洞加热器的引弧电路，其特征在于，包括：整流电源、控制单元、IGBT电子开关和电弧风洞加热器；所述整流电源的正极与所述电弧风洞加热器的正极相连，所述整流电源的负极与所述电弧风洞加热器的负极相连，所述控制单元与所述整流电源信号连接，且与所述IGBT电子开关控制连接，所述电弧风洞加热器具有进气口；所述电弧风洞加热器的正极和负极之间具有两个或两个以上片间，每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建平，徐克峰，吴照，李飞，汪洋，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：