低壓斷路器廣泛應用于民用及工業。但低壓斷路器的設計長期以來通過樣機制作和大量試驗來確定設計方案，需要耗費大量人力、物力，并且新產品開發周期太長，不能適應我國電力事業的發展。

　　可視化仿真技術是綜合計算機圖象學、圖象處理、計算機輔助設計、人機交互的一個嶄新的技術領域。近年來，由于可視化仿真技術的發展和開關電弧等數學模型研究方面取得的成就，使低壓斷路器開斷特性的計算機數值分析成為可能。

　　一個成功的可視化分析系統通常有以下幾下特征：可視化的參數定義和輸入。

　　確定存儲形式和進行設計信息的管理，以便于信息的檢索和存取。

　　根據產品模型的屬性及參數，進行有關的分析和應用。

　　可視化的計算結果輸出。對于低壓斷路器來說，就是使滅弧室內電弧的開斷過程在計算機屏幕上顯示出來，設計身可以觀察到電弧在滅弧室內的運動情況，以及溫度、流場等分布和變化情況。

　　由于可通過交互的改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化，它可以大大加快數據的處理速度，使龐大的數據得到有效的利用；可以將不能或不易觀察到的工程現象，變為使人們能發現并理解被設計和研究對象所產生的物理機理，從而提出改進設計的具體措施；可以實現對計算過程的引導和控制，通過圖形交互手段可方便快速的改變設計和計國家自然科學基金資助項目。

　　算的原始數據和條件，并通過三維圖形或動畫來顯示和觀察改變原始數據對設計和研究對象基本特性的影響，來達到對象優化設計的目的。

　　目前國際上大部分機電產品、計算機輔助設計軟件包集中在機構的分析上，對于開斷特性的數學分析還很少。根據磁流體動力學來進行分析的大部分也只限于高壓電器。由于低壓開關電弧在自由空間受磁場驅動而運動，計算條件比高壓電器中的噴口電弧復雜的多，而在低壓斷路器的設計中又非常需要數學分析，從而脫離樣機制作和大量試驗的開發方式，因此低壓斷路器開斷特性可視化分析系統對在低壓電器領域內的研究工作具有重要意義。

　　2動態電弧數學模型電弧屬于低溫等離子體，在研究它的宏觀運動時，常常可以將它視為流體進行處理。但與簡單流體不同的是，這種流體是由導電的粒子組成，在運動中與磁場相互發生復雜作用，因此對于它的物理過程要用磁流體動力學來描述。電弧的整個能量過低壓斷路器中的開斷電弧滿足下列方程。

　　質量連續性方程動量守恒方程能量方程到磁場對它的作用力，與流體運動的方向相反，阻止流體的運動低壓斷路器可視化開斷特性分析系統的實現可視化分析系統的操作系統采用Windws95，因為這種系統的通用性強，操作方便，具有較好的語目編程環境。編程語言采用在Windows95平臺上使用的VisualC++語言，它能滿足分析系統對運算效率的要求。

　　系統由幾個模塊總體組成，結構如所示。時間，s-熱傳導系數-熱源項-溫度-周圍溫度在計算時將斷路器作為整個區域，根據限流斷路器內的溫度分布（包括電弧區域），計算電流的分布，作為尤合場的熱源。電阻小的區域，所分配的電流大，產生的熱量也較大，溫度上升的快。在每一層每個單元的電流密度是其中，G是電導，也就是說，對于在整個限流斷路器的區域中的電流分布，是根據溫度分布不均導致的電阻分布而決定的。

　　電弧溫度非常高，除了傳導、對流，還有部分能量變化通過輻射的方式。對于電弧中的輻射，由于電弧是低溫等離子體，可以視為處于熱平衡和局部熱平衡狀態，因此可以直接用輻射公式來計算。

　　電弧輻射所發射出的能量是-輻射率-玻爾茲曼輻射常數磁場中的電弧等離子體受到磁場力的驅動電弧等離子體在磁場中運動時，必然存在導電流體與電磁場之間的相互作用。由于導電流體相對于磁場的運動，按照法拉第電磁感應定律，在流體中必然產生一個感應電場，由此產生感應電流，受所研制的系統力求滿足如下功能要求：方便的參數輸人。由于在設計中要對斷路器的不同參數進行性能對比，因此必須是交互式的參數輸入。包括電路參數、斷路器的尺寸等等。這樣便于通過交互的改變參數來觀察計算結果的全貌及其變化。實現對計算過程的引導和控制，通過圖形交互手段可方便快速的改變設計和計算的原始數據和條件，從而提出改進設計的具體措施，來達到優化設計的目的。在系統中可以改變預期短路電流、斷路器部分結構等參數。

　　由于建立一個CAD系統有大量設計數據需要處理，采用數據文件的方法存在較多問題。而數據庫是一個通用的、綜合性的數據集合，它按照信息的自然聯系來構造數據，即將數據與實體間的描述都存入數據庫，因此在數據的存取上采用數據庫技術。在VisualC++的MFC中提供了強大的數據庫功能，利用CDAO類可以進行強大的數據操作。DAO數據庫類與MFC中基于開放式數據庫互連（ODBC）的數據類不同。MFC中基于DAO的數據類比基于ODBC的數據類功能更強大。基于DA0的數據類通過Microsoftetdatabaseengine來取得數據。它支持數據定義語言（DDL）的操作，比如創建數據庫，在數據庫中加入新的表或在表中定義新的域。

　　對磁流體動力學方程的求解采用有限差分二法和內節點法。節點位于子區域的中心，這時子區域就是控制容積，劃分子區域的曲線簇就是控制體的界面線。由于采用全隱格式，每個時層上的各節點之值必須同時求解，為了提高計算的效率，采用了ADI（交替方向隱式）方法。這種方法最先是由Peacemar-Rachford提出，后來又經Brian和Douglas進行了改進。它的主要思想是在每一個方向都以AVn時間間隔用隱式求解，71次連續的求解就完成一個時層的推進。這樣將一個維的問題合理的簡化為n個一維問題的求解。而對每一個一維問題的求解，則采用了TDMA（三對角陣算法）。

　　在計算中采用交錯網格，就是將速度與壓力及其他所有標題及物性參數分別存儲在不同網格上的網格系統。以速度為例，速度u分別存儲在壓力控制容積的東西界面上，速度分別存儲在壓力控制容積的南北界面上。這樣就有效的除去鋸齒狀的誤差。

　　可視化的計算結果輸出。針對低壓斷路器來說，就是使滅弧室內電弧的開斷過程在計算機屏幕上顯示出來，設計者可以觀察到電弧在滅弧室內的運動情況。特別是要定量的了解和掌握滅弧室內如電弧溫度、離子濃度、氣體壓力、氣流速度等物理參數變化。針對所需要顯示的不同結果，采用不同的視窗。

　　一個計算實例如所示。模擬的斷路器模型在一個LC單頻振蕩回路中進行計算。計算中以斷路器的兩端封閉為邊界條件，取斷路器整個滅弧室橫截面為計算區域。LC電路的預期電流是3000A，頻率是50Hz.計算用斷路器結構參數與，電弧電壓逐漸上升，當電弧進人柵片時，電壓迅速上升到一個較高的值，電流得到限制，然后出現了背后擊穿，電弧電壓跌落。從模擬計算所得到的背后擊穿與，采用了三維圖形技術，在WindWS95平臺下自行研制的三維圖形環境下實現。

　　4結論可視化仿真技術是綜合計算機圖象學、圖象處理、計算機輔助設計、人機k互的一個嶄新的技術領域。將仿真算法和三維可視化技術結合起來，用VisualC++實現了Windows95平臺上的低壓斷路器開斷特性可視化分析系統。應用于低壓電器設計分析，可以大幅度提高低壓斷路器的設計水平，促進我國低壓電器的發展。

　　一種新型軟開關逆變器的參數設計研究襲春英蕭胤姜志強王慧貞嚴仰光（南京航空航天大學210016）直變換、吸收電路和直/交逆變三部分組成。直/直變換部分采用了改進的兩路單端正激電路交錯并聯工作，將輸入直流電壓t/；變換成篼頻直流脈沖電壓f/b.直/交逆變采用全橋結構，逆變橋功率器件經離散脈沖滯環控制，在直流脈沖f/b的過零期間進行開關切換，從而實現零電壓開關。逆變橋輸出的調制電壓，經輸出濾波電感if、電容濾波后，得到低中頻單相交流電。吸收電路由功率管ve和電容ce構成，用于吸收逆變橋的回饋能量。