一种航空磁电机试验用针状三极放电器的制作方法

1.本发明属于活塞式航空发动机用磁电机火花连续性测试领域，涉及一种航空磁电机试验用针状三极放电器。


背景技术：

2.活塞式航空发动机用磁电机在试验过程中要求对电火花连续性按照“电火花无间断”的技术要求进行测试，同时测试磁电机“二级电压释放正常”，而如何真实的判定磁电机所产生的二级电压是否合乎要求，检查释放的电火花是否连续、无间断现象，这些都是三极放器需要真实反映并重点需要考虑的，这是检查磁电机性能好坏、判定二级电压的有效方法，而现有的放电器形式并不适用于航空磁电机，会有无法真实反馈、寿命过短等问题。


技术实现要素：

3.发明的目的：将磁电机在发动机内部放电的情况真实模拟，同时可以凭借模拟出的结构对磁电机二级电压产生的高压放电进行检查，通过是否能够击穿、电离空气检查放电能量是否合乎标准，通过视觉及听觉的观察反馈电火花是否连续，并通过火花放电状态判定磁电机不同转速下的二级电压。
4.技术方案：
5.一种航空磁电机试验用针状三极放电器，包括：三个电极、电极座和底座，三个电极分别为第一电极、第二电极和，第三电极，电极固定在电极座上，其中，第一、二电极固定在支架上，同时三个电极为防止相互之间产生其它击穿电压干扰，第一、二电极通过支架固定在底座，第三电极通过电极座固定在底座，第三电极处于第二电极的尖端之下；第一电极通过高压导线接地，第二电极接到需要测量的磁电机引出的高压导线，第三电极为辅助电极，完全绝缘；
6.第一、二电极为工作电极，这两个电极分别是回路的正负两极，两个工作电极的中心线处于同一直线上，电极插在电极座的立柱孔内；第一、二电极尖端角度a1、a2、相对距离l1以及自身控制距离l4、l5用于控制电火花状态；相对距离l1用于控制总体击穿电压；第三电极为辅助电极，不连接到第一、二电极形成的电路中，第三电极与第二电极的间隙大小l3、自身角度a3以及两个电极尖端的距离l2用于有效降低击穿电压，维持火花稳定。
7.电极为针状结构，电极的尖端材料为镍丝、镍铬丝或镍锰丝，连接电极座的电极部分材料为黄铜、锆铜，支架为铝黄铜，底座为绝缘垫。
8.工作电极与辅助电极间的绝缘电阻在10兆欧以上。
9.a1、a2角度为30
°
～32
°
，l4、l5长度为15mm，l1长度为5mm～7mm。第一、二电极圆柱位置直径为2.5mm。第一、二电极中心线距支座平面不小于25mm。第一、二电极中心线相错应不超过0.5mm。
10.a3角度为30
°
～32
°
，l3为0.05mm～0.1mm、l2为2.3mm。第三电极圆柱位置直径为2.5mm。
11.第三电极在放电过程中起到如下作用：第一、第二电极在放电时，产生放电电压v2，由于第三电极的存在，当第一、二电极间电压升高时，由于二、三电极间静电感作用，第三电极尖端与第二电极间产生电位差，在这个电位差作用下，使第二、三电极间的气体首先发生电离作用，并首先形成小火花，这个小火花及其本身的紫外线和小火花跳过时所形成的气体离子，促使一、二电极间气体产生电离作用。这样，第三电极就对一、二电极的气体起到预先电离作用，因而减小了第一次击穿气体所需的击穿电压，使第三极放电器所测得的电压较为稳定、准确。
12.还包括：三极放电器外加明胶玻璃防风罩，以防止在机场等外部环境下风及气流对三极放电器效果的影响。
13.第三电极与底座可以用螺纹连接，便于调整高度。
14.有益效果：本发明可以有效的完成测试磁电机电火花性能测试、二级电压测试，同时可以直观的判定出电火花间断与否，为活塞式的航空发动机用磁电机产生的电火花模拟提供解决方案。
附图说明
15.图1为三极放电器的结构示意图，其中件1、件2、件3分别为第一、第二、第三电极，件4为绝缘用的底座，件5为支架，件6为电极座。电极焊接在电极座上，第一、第二电极的电极座通过锁紧的方式固定在支架上，支架再固定在底座上，第三电极的电极座直接通过螺纹连接在底座上，需保证各连接紧固。
16.图2展示了三针放电器的尺寸示意图，示意图中各尺寸的调整均会影响到放电状态。通过调整各参数确定击穿尺寸。其中在使用过程中角度a1、a2、a3、l1、l2、l3、l4、l5、l6均会随放电烧蚀有所变化，需要使用测距按照磁电机要求进行调整。
17.图3展示了三极放电器与磁电机连接后的示意图，第一电极为接地电极，第二电极与磁电机高压电缆的输出端相连，第三电极为辅助电极。
具体实施方式
18.三极放电器是用来检查磁电机所产生的二级电压是否合乎要求，电极间火花是否连续、有无间断现象，三极放电器共有三个电极，分别为第一电极、第二电极和第三电极，电极焊接在电极座上，其中一、二电极固定在支架上，同时三个电极为防止相互之间产生其它击穿电压干扰，第一、二电极通过支架，第三电极通过电极座固定在底座上。
19.第一、二电极为工作电极，这两个电极分别是回路的正负两极，两个工作电极的中心线相错位控制一个尺寸范围尽量保持处于同一直线上，电极插在立柱孔内，应能自由地调整两电极之间的间隙l1，电极与立柱可以使用紧固螺钉的方式进行锁紧，第一、二电极尖端角度a1、a2、相对距离l1以及自身控制距离l4、l5为主要影响电火花状态的变量。第三电极为辅助电极，不连接到第一、二电极形成的电路中，通过控制第三电极与第二电极的间隙大小l3、自身角度a3以及两个电极尖端的距离l2来控制对电火花的影响，第三电极与绝缘板可以用螺纹连接，便于调整高度，为防止在机场等外部环境下风及气流对三极放电器效果的影响，应在三极放电器工作时外面加装防风罩。
20.用高压导线将第一电极接地，将需要测量的磁电机引出的高压导线(由磁电机引
出多根导线)连接到第二电极，高压导线与第二电极连接处应保证绝缘良好，否则会影响测量准确性。
21.第三电极的作用为在第一、二电极电压升高时，由于二、三电极间静电感作用，第三电极尖端与第二电极间产生电位差，在这个电位差作用下，使第二、三电极间的气体首先发生电离作用，并首先形成小电火花，这个小电火花及其本身的紫外线和小电火花跳过时所形成的气体离子，促使一、二电极间气体产生电离作用，这样第三电极就对一、二电极的气体起到了预先电离作用，因而减小了第一次击穿气体所需的击穿电压，使三极放电器所测得的电压较为稳定、准确。
22.第一种情况，没有第三电极时，第一、第二电极之间放电，产生放电电压v1，击穿空气。
23.第二种情况，有第三电极时，第一、第二电极在放电时，产生放电电压v2，由于第三电极的存在，当第一、二电极间电压升高时，由于二、三电极间静电感作用，第三电极尖端与第二电极间产生电位差，在这个电位差作用下，使第二、三电极间的气体首先发生电离作用，并首先形成小火花，这个小火花及其本身的紫外线和小火花跳过时所形成的气体离子，促使一、二电极间气体产生电离作用。这样，第三电极就对一、二电极的气体起到预先电离作用，因而减小了第一次击穿气体所需的击穿电压，使第三极放电器所测得的电压较为稳定、准确。电压v2小于v1。
24.所述的三极放电器，其特征在于，a1、a2角度为30
°
～32
°
，l4、l5长度为15mm，l1长度为5mm～7mm。第一、二电极圆柱位置直径为2.5mm。第一、二电极中心线距支座平面不小于25mm。第一、二电极中心线相错应不超过0.5mm。a3角度为30
°
～32
°
，l3为0.05mm～0.1mm、l2为2.3mm。第三电极圆柱位置直径为2.5mm。
25.磁电机工作后，一、二电极之间便开始由火花跳过，当磁电机在需要测量的状态下稳定后，便可以开始调节第一、第二电极的距离l1，当距离增大时，火花便会由强到弱、到间断，调整到刚使火花成为一条白蓝色不间断电火花线上时，观察一分钟电火花不间断，然后测量第一、二电极的距离，再根据磁电机本身放电能量曲线，即可确定该转速下的二级电压。
26.根据在磁电机性能要求中的固定转速、固定第一、二电极之间间距l1的要求下，可以用视觉和听觉结合的方式确定磁电机试验过程中是否有电火花间断现象。以此达到试验目的。
27.所述三个电极为针状结构。
28.所述三针放电器尖端电极位置为镍丝、镍铬丝或镍锰丝材料，连接电极的电极座为黄铜、锆铜等材料，支架为铝黄铜，底座为绝缘材料即可。
29.所述三个电极之间通过提出的各种间隙调整可以满足不同航空磁电机的使用。
30.所述第三电极的预先电离作用可以辅助三针放电器进行击穿气体。
31.所述电极与辅助电极间的绝缘电阻应在10兆欧以上。
32.所述三针放电器可以成多组同时使用，可以同时测量磁电机引出的多条电缆。
33.该发明已制造实物并已在批生产中应用，取得良好效果。该发明可以将磁电机在发动机缸体内的电火花放电情况进行缸外模拟，并可以通过对模拟效果的评价得出评价结论，在磁电机测试过程中，该系统既可以结合固定参数测试磁电机本身放电性能的优良，又
可以结合磁电机放电能量曲线进行二级电压测试，在实际应用中可以长期提供可靠试验结果，满足了活塞式发动机用磁电机的火花测试检查。