《高功率脈沖電源》word版

《《高功率脈沖電源》word版》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、高功率脈沖電源高功率脈沖電源學(xué)院（系）：電氣工程學(xué)院班級(jí)：1113班學(xué)生姓名：高玲學(xué)號(hào)：21113043大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology9高功率脈沖電源1分類及結(jié)構(gòu)原理高功率脈沖最早始于30年代，隨著用電容器放電產(chǎn)生X射線的出現(xiàn)，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，目前高功率脈沖電源應(yīng)用范圍非常廣泛，例如用于閃光X射線照相、高功率激光、大功率微波、電磁脈沖、電磁發(fā)射(或推進(jìn))、粒子束武器和電磁成形等離子體物理與受控核聚變研究、核爆炸模擬等方面?！鐖D1所示。高功率脈沖電源包括初級(jí)能源、中間儲(chǔ)能脈沖成形系統(tǒng)及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等幾個(gè)部分。圖1.高功率脈沖電源組成

2、框圖脈沖功率的形成過程是：首先經(jīng)過慢儲(chǔ)能，使初級(jí)能源具有足夠的能量；其次，向中間儲(chǔ)能和脈沖形成系統(tǒng)注入能量；再次，能量經(jīng)過儲(chǔ)存、壓縮、形成脈沖或轉(zhuǎn)化，等復(fù)雜過程之后，最后快速釋放給負(fù)載。(1)初級(jí)能源為小功率的能量輸入設(shè)備，如電容器的充電機(jī)、電感線圈的勵(lì)磁電源、飛輪電機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)，其能源來在電網(wǎng)。(2)中間儲(chǔ)能設(shè)備有以電容器和Marx發(fā)生器為例的電場(chǎng)儲(chǔ)能，以常溫或超導(dǎo)電感線圈為例的磁場(chǎng)儲(chǔ)能，以各類具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的脈沖發(fā)電機(jī)為主的機(jī)械儲(chǔ)能，以蓄電池、磁流體發(fā)電機(jī)、爆炸磁通壓縮發(fā)生器為代表的化學(xué)儲(chǔ)能，以及以核能磁流體發(fā)電機(jī)為例的核能初級(jí)能源，等等。(3)能量轉(zhuǎn)換與釋放系統(tǒng)主要

3、包括各種大容量閉合開關(guān)和斷路開關(guān)及各種波形調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)備。脈沖功率裝置初級(jí)能源的儲(chǔ)能方式主要包括：以電場(chǎng)形式儲(chǔ)能的電容器、以磁場(chǎng)方式儲(chǔ)能的電感器、機(jī)械能發(fā)電機(jī)、化學(xué)能裝置以及核能等。如表1所示。(1)電容儲(chǔ)能簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，因此它的應(yīng)用最為廣泛，如慣性約束、強(qiáng)激光、粒子束武器、大功率微波等。世界上一些著名的脈沖功率裝置都采用電容儲(chǔ)能放電回路，如美國(guó)的PBFA．II等。(2)電感儲(chǔ)能最大的優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)能密度大，所以倍受研究者的關(guān)注。電感儲(chǔ)能技術(shù)在諸如受控等離子體物理、受控核聚變、電磁推進(jìn)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，都有著極為重要的應(yīng)用。(3)機(jī)械儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、易做成移

4、動(dòng)式，且提取十分方便等優(yōu)點(diǎn)，因此也得到了廣泛的應(yīng)用。目前，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有：近代同步加速器、托卡馬克熱核裝置、等離子體。箍縮、大型風(fēng)洞裝置、大截面金屬對(duì)頭焊接等。9高功率脈沖電源表1.脈沖功率電源組成及關(guān)鍵技術(shù)三種常用儲(chǔ)能方式的各種性能比較，如表2所示。由于電容器在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用，在電磁軌道炮發(fā)展的起步階段，人們通常把電容器組作為提供電源的首選。利用閉合開關(guān)可以對(duì)脈沖的形狀進(jìn)行相對(duì)靈活的控制。重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組建的高功率脈沖電源是電容器儲(chǔ)能方式。表2.常用儲(chǔ)能方式研究水平9高功率脈沖電源2國(guó)內(nèi)外研究概況高功率脈沖電源是為脈沖功率裝置的負(fù)載提供電磁能量的裝置，構(gòu)成脈沖功

5、率裝置的主體。高功率脈沖電源是隨著高功率脈沖技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。高功率脈沖技術(shù)發(fā)源于英國(guó)的阿爾馬斯登(Aldermaston)原子武器研究中心的J．C．馬丁及其領(lǐng)導(dǎo)的脈沖功率小組。他們的開創(chuàng)性研究工作聞名于世界，該小組的許多成員，如：I．D．Simith，T．H．Martin，ED．A．Champeny,EW．Spence等為脈沖功率的發(fā)展都做出了很大的貢獻(xiàn)。從20世紀(jì)60年代中期起，美國(guó)的圣地亞實(shí)驗(yàn)室一直領(lǐng)導(dǎo)了脈沖功率發(fā)展的世界新潮流。在國(guó)防部(DOD)和能源部(DOE)的支持下，許多與國(guó)防有關(guān)的研究所，一些著名的大學(xué)，還有幾個(gè)公司都積極投入了這方面的研究工作。美國(guó)武

6、器軍事實(shí)驗(yàn)中心(ARL．WMRD)已經(jīng)建造了4．5MJ的脈沖電源系統(tǒng)，早期場(chǎng)發(fā)射公司生產(chǎn)了一系列小型300kV-2MV，3-5kA，20ns閃光X射線機(jī)，離子物理公司將靜電加速器對(duì)傳輸線直流充電，生產(chǎn)了FX．25至IJFX．100型脈沖功率裝置，以后才建造了大批規(guī)模一個(gè)比一個(gè)大的油介質(zhì)和水介質(zhì)傳輸線裝置，其研究處于世界領(lǐng)先。美國(guó)的主要研究機(jī)構(gòu)有：圣地亞實(shí)驗(yàn)室(Sandia)，利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室(Livemore)，洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室(LosAlamos)，海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)，海軍水面武器中心(Nswc)，空軍武器實(shí)驗(yàn)室(NFWL)，陸軍實(shí)驗(yàn)室(HDL)，康乃爾大學(xué)(C

7、onell)，馬里蘭大學(xué)(Malyland)，德克薩斯大學(xué)(Texas)，物理國(guó)際公司(PI)，麥克斯韋公(Maxwell)等等。在美國(guó)，研究與制造分工明確，使用單位與研究單位關(guān)系也比較協(xié)調(diào)，技術(shù)也比較先進(jìn)。俄羅斯(前蘇聯(lián))的重要研究機(jī)構(gòu)有：庫爾恰托夫原子能研究所，列別捷夫物理研究所，葉菲利莫夫電物理裝置研究所，實(shí)驗(yàn)物理研究所(Arzamas-16)，新西伯利亞的大電流研究所，電物理研究所和核物理研究所f121。俄羅斯在重復(fù)頻率運(yùn)行的脈沖功率裝置和脈沖徑向線加速器研究方面獨(dú)具特色。所生產(chǎn)的基于Tesla變壓器技術(shù)的“Sinus”和“Rad