基于RSD的脉冲放电系统主回路仿真与试验

研究了基于RSD开关的脉冲放电主回路,应用ATPDraw软件仿真了不同主电容、主电压、负载电阻条件下的输出电流波形,并在测试平台上进行了相应的开通试验.试验研究了不同叠片片数和不同主电压下磁开关的输出电压波形,为其配合RSD使用、保证合适延迟时间提供了依据.进行了直径40mm的RSD管芯极限通流试验,200μs脉宽下获得峰值电流42kA,与经验公式吻合.计算和试验结果都反映了RSD开通电压随峰值电流增大而增大的趋势.     

复合式罗氏线圈在RSD开关测量中的应用

分析了自积分及外积分罗氏线圈典型方程及条件,提出一种自积分与外积分相结合的复合式罗氏线圈设计方法,给出了电路模型及参数。在微秒级反向导通双晶复合管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)脉冲功率系统中进行实验,结果证明,复合式罗氏线圈很好地再现了RSD电流波形,纠正了传统自积分或外积分罗氏线圈的缺陷,在提高测量精度的同时,扩宽了传统罗氏线圈的应用范围。     

基于RSD开关的脉冲放电试验研究

为了研究反向导通双晶复合晶体管(RSD)开关在大电流脉冲放电领域中的应用,介绍了RSD的结构和工作原理;通过RSD导通机理和不同触发回路性能的分析,建立了基于RSD的脉冲放电试验回路;通过选取适当的回路参数得到了峰值为120.5kA、脉宽为240μs的脉冲放电电流。最后针对大功率脉冲应用条件指出了RSD在大电流脉冲放电应用中需要克服的触发回路设计及续流问题。     

半导体RSD开关预充电路设计与研究

利用快速晶闸管设计了一种可用于触发大电流半导体开关的反向导通型双晶复合晶体管(Reversely Switching Dynistor,简称RSD)电路.重点介绍了RSD预充电路参数选择和触发脉冲产生电路的设计,解决了预充电路和主回路RSD开关开通后各电气参数的配合问题.实验结果表明,当预充电路的工作电压约为800 V时,RSD开关的预充峰值电流约为600 A,脉冲宽度约为2 μs,流过RSD开关的脉冲峰值电流可达5.3 kA,脉冲宽度约为10 μs.     

RSD开关在脉冲电源中的应用研究

该文提出应用RSD(Reversely Switched Dynistor)设计脉冲功率电源的方法，并在应用RSD设计脉冲电源过程中对两种关键元件磁开关和脉冲变压器进行了重点设计，确定回路参数配合原则。在3种典型触发方式的RSD脉冲电源基础上，提出了RSD端电压翻转式触发电路，以提高RSD的触发效率，采用了阻尼衰减模型的设计方法消除主回路放电过程中出现的振荡。对该电源放电脉冲压缩形成回路模型进行了设计分析，并对其和共触发电路进行了设计仿真。对所提出的触发RSD方式的脉冲电源设计方法进行了试验验证分析和仿真验证分析，证明了设计方法的正确性。     

亚毫秒脉冲功率开关RSD的大电流放电试验

对应用于电磁发射脉冲功率电源的反向开关晶体管（Reversely Switched Dynistor,RSD）进行了大电流脉冲换流特性测试。介绍了RSD导通原理,分析了RSD的直接预充、谐振预充和变压器升压预充等三种预充电路。进行了9.5kV脉冲放电试验,试验脉冲电流的峰值为110kA,脉冲宽度为260μs,dit/d...     

基于脉冲变压器RSD直接式预充的设计与研究

基于反向开关晶体管(RSD)的工作原理,提出采用脉冲变压器隔离的直接式触发高压RSD,以解决系统对触发开关要求较高的问题。脉冲变压器的作用是隔离主放电回路的高压,同时在有限的时间内给RSD提供足够的预充电荷且经过一定的时间延迟后饱和。据此,利用变压器等效电路对其进行了设计,得到了变压器及电路的相关参数。利用电路仿真软件Saber仿真脉冲变压器的饱和特性,并进行了实验验证。最后以10kV电压通过RSD对负载放电为例,验证方案的可行性,得到峰值为12kA、底宽15μs、di/dt为2kA/μs的主电流。实验完毕,经测试,器件完好无损。     

两种不同预充拓扑的反向导通双晶复合管高压脉冲电路

为了获得窄脉宽下的大脉冲电流,研究了基于反向导通双晶复合管开关的2种不同预充拓扑的高压脉冲电路—直接预充拓扑和变压器预充拓扑。首先建立了RSD的工作拓扑模型,并分析了RSD正常开通所需要的条件:足够的预充电荷量QR和匹配的磁开关延时时间ts;然后按照开通的要求对电容、电感、负载等回路参数进行设计并选择合适的开关;最后,通过Saber仿真和实验验证了设计的合理性,并对结果进行了对比分析。根据实验结果,在主电压10kV下,两种拓扑电路分别成功通过了14μs脉宽下9.0kA的主电流和15μs脉宽下7.5kA的主电流,通过RSD开关的浪涌电流时间平方积分别为545A2·s、426A2·s。实验表明,直接式预充拓扑电路设计和维护相对容易,其主要应用在单次的人工控制环境;变压器预充拓扑电路能实现高低压隔离,其主要应用在重频自动控制环境。     

基于磁开关的高压纳秒脉冲电源

基于磁脉冲压缩技术设计了一种磁开关,通过初始脉冲波形参数与磁开关参数的配合,将微秒级原始脉冲加以压缩,产生电压幅值为6 kV、上升时间为300 ns的脉冲。分析了单级、多级磁脉冲压缩电路的工作原理,介绍了磁开关的计算设计方法,并建立了电子工作台(Electronic Workbench,简称EWB)电路仿真模型,比较了电路中各元件参数对脉冲输出参数的影响。     

运用谐振触发方式的RSD脉冲电源

本文提出了一种运用谐振原理的可重复RSD脉冲电源。分析电路的工作特性并对其重要元件磁开关进行了重点设计。给出了实验结果，最后提出了几种改进电路参数的方法。     

大功率IGBT过压与过热的分析计算及其对策

结合150kVA超导线圈和锂电池-电容组合式SVG-APF的研制工作,首先剖析了IGBT的内部结构,详细讨论了杂散电感引起的过电压以及对容性母线的设计,最后分析了IGBT通态损耗和开关损耗引起的过热问题,给出了计算实例和实验结果。     

一种适用于独立小电网有源电力滤波器研究

传统的有源电力滤波器Active PowerFilter,简称APF)用于电网电压波动较小的大电网系统时具有良好的补偿性能,但用于电压波动比较剧烈的独立小电网时会产生一些问题。对此,文中分析了电网电压波动对APF 的影响,提出了将电流调节器由传统的P 调节器改为PI调节器的控制策略。把电流环调节器改为PI调节器,基本不影响APF 跟踪补偿指令的性能,却能大大降低电压波动对APF 的影响。通过实验验证,把电流环调节器改为PI调节器的APF 具有较好的静态补偿效果,且对电网电压波动不敏感,完全可用于电压波动比较剧烈的独立小电网系统。     

比例积分滑模控制Buck变换器分析与实现

分析了采用比例积分滑模控制方案的Buck 变换器,其中包括切换面参数的选取、到达条件的证明和稳定性分析。实验结果表明,相对于传统的PW M 控制方式,比例积分滑模控制方法可有效改善系统动态特性和增强其对外部大负载干扰的稳定鲁棒性。     

高压大电流步进电机驱动器异常保护措施研究

高压步进电机及驱动器的保护电路是保证其长期稳定运行的关键,文章对其保护电路进行了设计.通过对错相和各种因素引起的过流等异常工作情形的反复试验表明,所设计的电路在错相和过流时均能有效地保护高压大电流步进电机驱动器.     

高可靠性变频解耦隔离驱动电路的研究

驱动电路的合理设计对整机性能及可靠工作至关重要。文中介绍了双凸极永磁电机(简称DSPM M )功率驱动系统,得出系统对功率变换器驱动电路的设计要求,设计制作了驱动频率可变、解耦驱动、有关断反压的隔离驱动电路。通过驱动电路实验及系统联试证明了该驱动电路的正确性和可行性。     

三电平SHE-PWM调制方法的DSP实现

有选择性的消谐波脉宽调制Selective H arm onic Elim inated-PW M ,简称SH E-PW M )方法具有开关频率小、输出波形质量好和调制比高的特点,是一种频率最优化的PW M 调制方法。本文在介绍三电平SH E-PW M 方法原理的基础上,讨论了如何采用DSP LF2407A 实现三电平SH E-PW M 调制的问题。实验结果验证了SH E-PW M 方法的特点。     

基于DSP的高压巡线机器人伺服控制系统

在分析和研究高压巡线机器人原控制器的基础上,设计了一种基于DSP 的全数字化控制器。该控制器采用主从式多处理器工作模式,用6 个DSP 对机器人12 个关节的无刷直流电机进行伺服控制,采用高速CAN 总线实现上位机和下位机的通讯。与原控制器相比,该控制器具有较高的集成度和优良的性价比,便于降低成本,减少机电系统体积。试验表明,该控制器性能稳定可靠,可满足机器人多轴控制的需要。     

考虑损耗模型永磁同步电机直接转矩控制

考虑表面式永磁同步电机的铁耗和铜耗建立损耗模型,获得了永磁同步电机损耗与电流之间的关系。根据电流和磁链的关系,得到电机损耗与定子磁链幅值之间的关系,从而实现了基于最小损耗的永磁同步电机直接转矩控制方案。仿真和实验计算结果表明,采用该控制方式与传统的直接转矩控制方式相比,虽然铜耗有了一定的增加,但是铁耗和总的电气损耗均有了明显的减小,系统效率有了明显的提高。     

基于电流内环的一种逆变器控制策略研究

比较了几种电流内环控制的方法,提出了基于电感电流反馈的SPWM电流控制型双环控制策略。针对输出电压对电流环的交叉反馈作用,通过采用电容电压解耦方法,削弱了电容电压对内环的影响;针对负载电流扰动对电压外环的影响,采用负载电流前馈补偿方法,很大程度上增加了系统对负载电流扰动的抑制能力;针对电压外环的PI调节器存在的相位滞后,提出了基准电容电流前馈补偿方法,理论上达到输出电压与基准正弦给定的零相差。通过仿真和实验,证实了本控制方案的可行性和优越性。