[發明專利]基于黑盒理論分析接觸電阻變化規律的方法

有效

• 申請號: 201710928058.6
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107563100B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 楊玉東;尹曉琦;付成芳;季仁東
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/367
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

1.基于黑盒理論分析接觸電阻阻抗變化規律的方法，其特征在于包括以下步驟：

a.設定接觸電阻為作為導軌的金屬圓環(1)和作為電樞的導體滑臂(2)之間電接觸時產生的電阻，所述導軌設置在一帶金屬轉軸(3)的絕緣圓盤(4)邊部，所述導軌和金屬轉軸(3)之間通過導體片(5)導通；在電樞末端和金屬轉軸(3)的一端接入脈沖功率電源構成回路，采用驅動機構驅動金屬轉軸(3)帶動絕緣圓盤(4)上的導軌旋轉；

b.構建回路的等效電路，再根據回路電壓定律，構造等效電路的回路電壓方程；

c.求解電樞內電流密度，采用數據擬合得到電樞橫截面法向電流密度的表達式；測定電樞與導軌的電勢差，采用數據擬合得到電勢差變化的表達式，根據公式R＝U/I得到導軌和電樞間的阻抗變化表達式；

所述步驟b構建的等效電路由串聯的脈沖功率電源U、接觸電阻R_r、電樞電阻R_a、導軌電阻R_c、導軌等效電感L、炮口電壓U_r組成；

所述回路電壓方程為：

R(t)＝R_c(t)+R_a(t)+R_r(t)，

L(t)＝L'·l(t)，

式中i(t)表示回路電流，R(t)表示回路電阻，L(t)表示回路電感，L'表示導軌的電感梯度，v(t)表示電樞與導軌之間的相對速度，l(t)表示運動過程中導軌長度增加量；

所述步驟c根據MAXWELL電磁理論，建立接觸電阻的電磁場分布方程為：

式中表示哈密頓算子，σ、μ、A分別表示電樞的電導率、磁導率、矢量磁位，V表示電樞與導軌間的相對運動速度矢量，J_s表示為源電流密度，t表示時間；采用Strang算子分裂算法，將電磁場分布方程的每一個時間步[t_n，t_n+1]采用以下A、B分裂格式：

式中ν_x表示導軌與電樞之間的x軸相對速度，y表示縱向坐標；

對第一時間步長的A分裂格式求解，將其計算結果和邊界條件分別作為初始條件和邊界條件賦給第一時間步長的B分裂格式，然后對第一時間步長的B分裂格式求解，將其計算結果和邊界條件分別作為初始條件和邊界條件賦給第二時間步長的A分裂格式，再對第二時間步長的A分裂格式求解，將其計算結果和邊界條件分別作為初始條件和邊界條件賦給第二時間步長的B分裂格式，如此順序計算，最后一個時間步長的B分裂格式計算結果即為最終結果的電樞和導軌之間的磁感應強度B。