浮地运行条件下高速旋转电动系统的静电积聚行为识别与主动放电路径构建方法研究
编号:35
访问权限:仅限参会人
更新:2025-08-11 15:33:06 浏览:24次
口头报告
摘要
高速风机在未接地条件下运行过程中易积累静电,尤其在粉尘环境中,由于颗粒与叶片之间的高速摩擦加剧电荷转移,可能引发静电放电(ESD)现象,造成触电风险、粉尘爆炸隐患以及对周围电子设备的电磁干扰,特别是在干燥环境,比如冬季低湿度条件下更加严重。
由于目前一些手持高速风机多采用隔离电源供电、结构紧凑且运行中保持悬浮或绝缘状态,传统的接地放电方法难以实施。现有导电涂层等被动泄放方式在高速气流与复杂表面条件下效果有限,亟需发展可适用于此类工况的主动静电泄放策略。基于此,本研究开展了高速风机静电累积与泄放的实验研究,并对静电泄放策略进行了探索。
本研究设计并搭建了一套高速风机静电积累与泄放性能测试平台。系统包括扬尘室、风机测试段、静电测量系统与放电通道,并通过闭环气路实现粉尘颗粒循环利用。通过调节风速和粉尘投放量,模拟不同浓度下风机表面静电积聚过程。在无接地条件下,风机持续运行形成静电积累,并在测量段中利用高精度非接触式静电采集器进行表面电场强度的实时测量。
基于所搭建平台与测量手段,本研究构建了一套适用于非接地设备的气体放电分析框架,系统揭示粉尘摩擦诱导下的电荷积聚规律、设备电位演化响应及局部电场放电机制,为静电调控提供理论基础。由上述结论设计一种不依赖接地,能够自持或主动引导气体放电的技术路径,从而实现对静电行为的有效调控。
尖端放电是一种可以主动泄放静电的方案。为了明确其原理并对实际装置进行设计,首先通过实验平台识别静电积聚趋势与放电风险区域,构建荷电行为模型,并建立设备内部静电仿真模型,为后续尖端放电设计与辅助结构评估提供基础。在已识别的电场热点区域尝试引入金属尖端结构,分析其放电行为,得到尖端放电条件并分析其触发机制,从高压源辅助与电极结构优化两方面进行协同优化,在实验条件下测试辅助方案对设备电位上限、电荷泄放速率以及放电稳定性的调控能力。
在风道中配置电极进行尖端放电的方案有很高的可行性,通过几方面的辅助优化即可提升未接地风机对累积静电的泄放作用。同时,研究还将明确辅助电压或几何结构在调控放电过程中的作用区间,从而探索一种可嵌入式、稳定、安全且能耗低的静电释放路径。这一机制具备良好的通用性,未来可推广应用于各类高速运行、采用隔离电源供电的移动小型电器,如电动工具、无人机等,为其在复杂环境下的静电防护设计提供支撑。
关键词
静电泄放,高速风机,非接地设备,尖端放电,静电积累
稿件作者
韩泽鹏
哈尔滨工业大学
刘福林
哈尔滨工业大学
冯继丰
泉峰科技有限公司
郭建朋
泉峰科技有限公司
吴健
哈尔滨工业大学
发表评论