本发明专利技术提供了一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置及方法，涉及电弧特性调控技术领域，包括低压仓、磁场发生结构、电弧燃弧结构和支撑结构，所述低压仓设置在所述支撑箱体的正上方；所述磁场发生结构设置在所述低压仓内；所述电弧燃弧结构包括固定电极和运动电极，所述运动电极设置在所述固定电极的正下方；所述支撑结构的顶部与所述运动电极固定相连，通过调整所述支撑结构的高度使所述运动电极在所述低压仓内上下往复运动。本发明专利技术可以实现对不同电流等级不同燃弧环境下的电弧运动特性进行有效调控，其调控不仅可以抑制电弧的飘弧现象，还可以减轻电弧对电极材料的烧蚀。还可以减轻电弧对电极材料的烧蚀。还可以减轻电弧对电极材料的烧蚀。
【技术实现步骤摘要】
一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置及方法
[0001]本专利技术涉及电弧特性调控
，具体而言，涉及一种基于交变磁场的电弧特性调控装置及方法。
技术介绍
[0002]电弧是电接触系统的特有现象，广泛存在于电力系统、轨道交通和电磁轨道炮等领域。电弧的温度高、能量大，会对电接触系统电极造成严重烧蚀，从而导致电接触系统损伤、失效甚至引发重大事故。因此，电弧是制约电接触系统服役寿命提升的关键问题。面向电气化飞机和低真空高速铁路的发展目标，低气压下电弧对电接触系统的损伤问题更加不容忽视。因此，探究调控电弧运动特性的方法极为重要，现需要一种能够有效调控电弧弧根快速运动，缩短弧根驻留时间，从而减轻电弧对电极的烧蚀损伤的装置和方法来提高电接触系统的使用寿命。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0004]第一方面，本申请提供了一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，包括：低压仓、磁场发生结构、电弧燃弧结构和支撑结构，所述磁场发生结构设置在所述低压仓内；电弧燃弧结构，所述电弧燃弧结构包括固定电极和运动电极，所述固定电极的上顶面与所述低压仓的顶部固定相连，所述固定电极设置在所述低压仓垂直于地面的中轴线上，所述运动电极设置在所述低压仓垂直于地面的中轴线上，所述运动电极设置在所述固定电极的正下方；支撑结构，所述支撑结构的顶部与所述运动电极固定相连，通过调整所述支撑结构的高度使所述运动电极在所述低压仓内上下往复运动。
[0005]第二方面，本申请还提供了一种基于交变磁场的电弧动态特性调控方法，包括：
[0006]获取第一控制指令，所述第一控制指令为按照预设的环境参数调整设备的控制命令，所述环境参数包括低压仓压力值、运动电极的升降速度、运动电极与固定电极之间的距离、励磁电流和低压仓内需要充入的气体；
[0007]按照所述第一控制命令进行设备调整，并基于数据采集结构进行数据采集，得到至少两种环境下的电弧数据，所述电弧数据包括高速相机采集到的电弧图像信息、光谱仪采集到的电弧光谱信息、示波器采集到的信号信息；
[0008]将所有环境下的电弧数据发送至预处理模块进行处理，并将预处理后的数据进行发送至优化后的神经网络模型进行处理，得到对电极的烧蚀损伤最低的环境信息。
[0009]本专利技术的有益效果为：
[0010]本专利技术通过低压气氛仓可以实现最低气压为1帕的试验环境，可满足极低气压、常压等较大范围内的电弧试验需求；还可以实现不同类型纯净气体试验环境，可满足不同气体环境不同气压等级下的电弧试验需求，并且本专利技术所设计的交变磁场调控电弧运动的装
置和操作方法可以实现对不同电流等级不同燃弧环境下的电弧运动特性进行有效调控，其调控不仅可以抑制电弧的飘弧现象，还可以减轻电弧对电极材料的烧蚀，而且专利技术结构简单、拓展性强、操作简便且稳定性高。
[0011]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0013]图1为本专利技术实施例中所述的一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置的结构示意图；
[0014]图2为本专利技术实施例中所述的电弧燃弧结构放大示意图；
[0015]图3为本专利技术实施例中所述的一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置的结构关系示意图；
[0016]图4本专利技术实施例中所述的一种基于交变磁场的电弧动态特性调控方法的流程示意图。
[0017]图中标记：1、支撑箱体；2、低压仓；3、固定电极；4、运动电极；5、线圈；6、绝缘支架；7、电源；8、玻璃窗口；9、高速相机；10、光谱仪；11、示波器；12、抽气接口；13、充气接口；14、排气接口；15、真空计；16、步进电机；17、低压仓控制器；18、步进电机控制器；19、电源控制器；20、数据采集结构控制器；21、真空泵；22、充气瓶；23、支撑杆。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]实施例1：
[0021]参见图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，低压仓2、磁场发生结构、电弧燃弧结构和支撑结构，所述磁场发生结构设置在所述低压仓2内；所述电弧燃弧结构包括固定电极3和运动电极4，所述固定电极3的上顶面与所述
低压仓2的顶部固定相连，所述固定电极3设置在所述低压仓2垂直于地面的中轴线上，所述运动电极4设置在所述低压仓2垂直于地面的中轴线上，所述运动电极4设置在所述固定电极3的正下方；所述支撑结构的顶部与所述运动电极4固定相连，通过调整所述支撑结构的高度使所述运动电极4在所述低压仓2内上下往复运动。
[0022]本专利技术通过低压仓2可以实现最低气压为一帕的试验环境，可满足极低气压、常压等较大范围内的电弧试验需求；还可以实现不同类型纯净气体试验环境，可满足不同气体环境不同气压等级下的电弧试验需求，并且本专利技术所设计的磁场发生结构和操作方法可以实现对不同电流等级不同燃弧环境下的电弧运动特性进行有效调控，其调控不仅可以抑制电弧的飘弧现象，还可以减轻电弧对电极材料的烧蚀，而且专利技术结构简单、拓展性强、操作简便且稳定性高。
[0023]其中，所述磁场发生结构包括线圈5、绝缘支架6和电源7，所述绝缘支架6设置有至少两组，每组所述绝缘支架6至少设置有两个，每组所述绝缘支架6沿所述低压仓2垂直于地面的中轴线轴对称设置，所有的所述绝缘支架6的固定设置在所述低压仓2底部，每个所述绝缘支架6的顶部设置有一个线圈5，每个所述线圈5均与所述电源7电连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，包括：低压仓(2)；磁场发生结构，所述磁场发生结构设置在所述低压仓(2)内；电弧燃弧结构，所述电弧燃弧结构包括固定电极(3)和运动电极(4)，所述固定电极(3)的上顶面与所述低压仓(2)的顶部固定相连，所述固定电极(3)设置在所述低压仓(2)垂直于地面的中轴线上，所述运动电极(4)设置在所述低压仓(2)垂直于地面的中轴线上，所述运动电极(4)设置在所述固定电极(3)的正下方；以及支撑结构，所述支撑结构的顶部与所述运动电极(4)固定相连，通过调整所述支撑结构的高度使所述运动电极(4)在所述低压仓(2)内上下往复运动。2.根据权利要求1所述的基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，所述磁场发生结构包括线圈(5)、绝缘支架(6)和电源(7)，所述绝缘支架(6)设置有至少两组，每组所述绝缘支架(6)至少设置有两个，每组所述绝缘支架(6)沿所述低压仓(2)垂直于地面的中轴线轴对称设置，所有的所述绝缘支架(6)的固定设置在所述低压仓(2)底部，每个所述绝缘支架(6)的顶部设置有一个线圈(5)，每个所述线圈(5)均与所述电源(7)电连接。3.根据权利要求1所述的基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，所述低压仓(2)的侧壁上设置有玻璃窗口(8)，所述玻璃窗口(8)的高度与所述电弧燃弧结构的高度相同。4.根据权利要求3所述的基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，所述低压仓(2)外侧还设置有数据采集结构，所述数据采集结构与所述玻璃窗口(8)对应设置，所述数据采集结构包括有高速相机(9)、光谱仪(10)和示波器(11)，所述高速相机(9)的设置高度与所述磁场发生结构的高度相同，所述光谱仪(10)与所述高速相机(9)平行设置，所述示波器(11)与所述固定电极(3)电连接。5.根据权利要求1所述的基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，所述低压仓(2)上还设置有抽气接口(12)、充气接口(13)、排气接口(14)和真空计(15)，所述抽气接口(12)、充气接口(13)和排气接口(14)均固定设置在所述低压仓(2)的侧壁上，所述低压仓(2)通过所述抽气结构与真空泵(21)固定相连，所述低压仓(2)通过充气接口(13)与充气瓶(22)固定相连，所述真空计(15)固定设置在所述低压仓(2)的顶部。6.根据权利要求2所述的基于交变磁场的电弧动态特性调控装置，其特征在于，所述低压仓(2)的正下方设置有支撑箱体(1)，所述支撑箱体(1)设置为长方体箱型结构，所述支撑箱体(1)内还设置有步进电机(16)，所述步进电机(16)设置在支撑杆(23)底部，所述步进电机(...
【专利技术属性】
技术研发人员：董克亮，吴广宁，杨泽锋，魏文赋，钱鹏宇，马亚光，高国强，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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