等离子点火系统仿真与实验研究

摘要

燃气轮机作为大型动力装置,广泛被应用于航空推进器、陆用发电机以及其他各种工业用途。传统燃机不同的点火方式有着各自的优缺点,其中以等离子点火方式优点最多,缺点相对较少,其特点主要为:点火延迟时间短,点火能量高。
　　本论文针对已有的等离子直接点火器电源进行了改进及优化,从而开发出一款新型的、适合某型燃气轮机的脉冲式等离子点火系统。在仿真方式上,本文提出了一种用RC(电阻电容)组合的形式做为仿真负载的设想,以此代替之前用定值电阻做为仿真负载的旧方法。结果表明,此方法得到的仿真数据与之前的仿真方式得到的结果相比,误差有大幅度的降低,能更好的体现结果更加接近于客观事实。
　　在实验过程中,发现了个别电路元件在安全工作参数范围内却发生损坏的现象。后经分析发现,该现象是由电路中的非线性负载所引起,因此在变压器中产生了谐波。通过使用示波器对谐波信号进行捕捉、测量后进行了分析工作,发现谐波具有能量大,同时持续时间短的特点,因此对电路元件造成了巨大冲击使其有不同程度的损坏。最后针对此现象进行了一系列的探究实验,最终发现采用添加电容的方式可有效的吸收谐波的能量,使其降低至一个安全范围以内,无法对电路元件产生威胁,因此提高了产品的使用寿命和可靠性。

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第1章绪论

1.1研究背景

1.2等离子点火技术的发展

1.3开关电源的发展

1.4本文的难点及主要研究内容

第2章等离子体和气体放电原理

2.1等离子体

2.2等离子弧及其特性要求

2.3气体放电及其特性

2.4本章小结

第3章电路设计及相关原理

3.1开关电源原理及其方案设定

3.2引弧电路原理及设计

3.3维弧电路的相关原理

3.4本章小结

第4章不同负载方式的仿真结果对比研究

4.1负载为定值电阻形式的仿真

4.2负载为RC组合形式的仿真的研究

4.3 RC组合形式作为负载的伏安特性曲线

4.4本章小结

第5章点火系统可靠性与抗电磁干扰的相关研究

5.1谐波的产生

5.2谐波的控制

5.3电磁屏蔽设计

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢