熔断电阻器瞬态特性仿真分析及其性能的研究

摘要

自电路中相继出现了熔断器、压敏电阻器、热敏电阻器等一系列元器件后，熔断电阻器这种电子元件也随之诞生。熔断电阻器是具备熔断器和电阻器功能的双功能元件，通过实践发现，熔断电阻器的熔断性能还需改善才能真正替代专业的熔断器，所以本文从改善熔断电阻器的熔断性能和耐电压性能出发，探究熔断电阻器材料参数和涂料对熔断电阻器性能的影响及其原因。
　　熔断电阻器的熔断过程是非线性的，分析其熔断过程的方法比较复杂。本文采用有限元方法对熔断电阻器的熔断过程进行仿真计算：利用有限元分析软件ANSYS建立了熔断电阻器的模型，对其在过电流状态下的瞬态温度场变化过程进行了数值模拟，并进行了实验验证，通过对熔断电阻器的热电耦合模拟，得到了不同电流下的熔断时间和温度分布云图。与实验结果对比显示：实验结果和模拟得出的结果误差率在规定的范围内，利用该方法可以为熔断电阻器的设计和生产提供了方法和理论依据。
　　验证了仿真结果的准确性后，通过改变熔断电阻器的熔丝材料、线径、电阻温度系数、导热系数、涂料厚度和陶瓷导热系数，得到了以上参数对熔断电阻器熔断性能的影响规律。
　　熔断电阻器的耐电压特性主要是由保护层的性能决定的，本文主要从理论和实验方面来研究涂料对熔断电阻器性能的影响，通过改变涂层厚度、稀释剂和SiO2的含量来研究它们对熔断电阻器的性能，最后得出能使熔断电阻器性能提高的优化参数。

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第一章 绪论

1.1 熔断电阻器的概述

1.2 熔断电阻器发展前景

1.3 熔断电阻器的应用

1.4 本论文的研究内容及方法

第二章 熔断电阻器熔断过程的理论分析

2.1 熔断电阻器的工作原理

2.2 熔断电阻器理论模型的建立

2.3 熔断电阻器的散热方式

2.4 额定功率下熔断电阻器的热稳定过程

2.5 熔断电阻器的熔断特性

2.6 本章小结

第三章 基于有限元方法对熔断过程的分析

3.1 有限元分析技术

3.2 有限元分析软件ANSYS

3.3基于ANSYS的建模与网格划分

3.4本章小结

第四章 熔断电阻器材料参数对其熔断特性的影响

4.1 熔丝材料对熔断特性的影响

4.2 熔丝的线径对熔断特性的影响

4.3 熔丝的电阻温度系数对熔断特性的影响

4.4 熔丝的导热系数对熔断特性的影响

4.5 涂层厚度对熔断特性的影响

4.6 陶瓷基体的导热系数对熔断时间的影响

4.7 本章小结

第五章 封装涂料对熔断电阻器性能影响的研究

5.1 环氧树脂的结构与性能之间的关系

5.2 粉料性能的研究

5.3 电阻器的涂覆工艺及固化工艺

5.4 涂料的厚度对耐压特性的影响

5.5 稀释剂含量对耐压特性的影响

5.6 添加剂对熔断器性能的影响

5.7 本章小结

第六章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果