基于固态LTD的大容量脉冲功率电源

固态直线变压器驱动源(LTD)是新型的脉冲功率电路方法之一.其工作原理基于大量功率半导体器件的同步控制,因此它在电路结构和工作特性方面与传统的脉冲功率电源有很大不同.在此通过实验,首先验证了LTD的基本工作原理,进而试制了一台采用650个功率MOSFET的LTD系统.实验结果分别给出了超过20 kV的最高输出电压和超过3.2 kA的最高输出电流,上升时间(10％～90％)小于20 ns.在此基础上还采用少量的模块验证了双极性LTD的可行性.实验结果同时也显示了开关的导通电阻对LTD输出参数的影响和由此带来的技术问题.     

中物院快脉冲直线型变压器驱动源技术研究进展

快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)是一种可以直接获得小于100 ns脉冲上升时间的新型脉冲功率技术,在Z箍缩、闪光照相和高功率微波等领域具有重要应用。为此,介绍了近年来以流体物理研究所为代表的中国工程物理研究院在快脉冲LTD模块关键单元技术(如多间隙气体开关、触发系统和磁芯等)、单LTD模块以及多级LTD模块串联装置等方面的研究进展。研究结果表明,LTD具有结构紧凑、参数调整灵活、能量效率高等优点,是未来强流脉冲驱动器设计的优选技术路线。     

一种升压模式的可调极性高频Blumlein脉冲形成线功率调制模块

随着脉冲功率技术在新型粒子加速器、生物细胞实验仪器等领域拓展应用,对脉冲功率发生器高重复频率、短脉冲、脉冲参数灵活可调提出更高的要求.该文研究了一种新型的功率变换模块电路拓扑.这种电路拓扑由LC振荡升压单元和Blumlein形成线单元组成,利用多开关时序逻辑控制实现对输出波形参数的调整,相对于传统Blumlein线在保留其短脉冲成形优点的同时,能获得输出脉冲频率数倍于开关频率,输出电压幅值数倍于直流充电电压,输出脉冲的极性及间隔时间的灵活调整.同时,通过动态电路的时域分析和传输线波过程分析阐述该电路的工作原理,并通过电路仿真加以验证.此外,采用射频MOSFET开关和同轴电缆搭建一台原理样机,在负载匹配时,实现了在开关频率500kHz时输出脉冲频率1MHz、输出脉冲电压幅值4倍于直流电源电压20ns的短脉冲.     

基于晶闸管开关的高重频脉冲泄放研究

高重频脉冲功率源是脉冲功率源技术未来发展的方向,脉冲电容器放电结束后依旧会残留大量电能,出于安全考虑,需要进行残能泄放。为了实现脉冲功率源的高重频放电技术,必须对脉冲电容器上的残能进行快速泄放。传统的机械开关导通响应时间长,开通时间不一致,不利于多模块脉冲功率源残能的快速泄放,因而采用快速晶闸管替代传统的机械泄放开关。通过计算分析给出了在实际实验中泄放电阻参数选择;设计了一种新型实现晶闸管开关状态监测功能的硬件电路,弥补了软件检测有时间延迟的缺点。结合实际应用给出了监测电路的设计原理与器件参数。测试结果表明,此方案可行,在0.5 s内电容器可以完成残能泄放,为高重频技术的实现奠定了基础。     

一种全固态多匝直线型变压器驱动源的研制

针对脉冲电磁场生物医学应用中高电压大电流宽范围脉冲的应用需求,设计了一种多匝直线型变压器驱动源(LTD)。该LTD脉冲发生器的磁心采用多匝绕制的方式,可输出宽脉宽的脉冲。设计了各级LTD模块同向绕制的驱动供电及储能充电隔离方式,各级磁心隔离电压为LTD模块的工作电压。多匝LTD脉冲发生器共由10级LTD模块组成,各级LTD模块由18个储能电容及MOSFET放电开关并联,并设计了其同步驱动电路。通过对各主要器件的型号进行分析筛选,研制了模块化紧凑型多匝LTD全固态脉冲源样机,可输出脉冲参数为:电压幅值0～5kV,输出脉冲电流高达500A,脉冲宽度200ns～5μs,上升沿30ns,下降沿16ns,其脉冲宽度、幅值等参数均灵活可调,并且可通过增加LTD模块的数量,实现更高电压的脉冲输出。     

一种新型的双极性Marx高重频脉冲发生器

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用,脉冲发生器的研制面临高压高频化、双极性、全固态化等新要求。因此,该文提出一种新型模块化的双极性高压高频脉冲发生器的研制策略,主要包括拓扑结构研究、电路理论仿真及原型机研制等内容。通过理论分析、仿真和实验,结果表明此发生器较好地结合了固态Marx和桥式电路的优点,可根据实际需求,通过量化的多级模块堆叠实现高压输出;并可使用开关的时序逻辑控制实现输出极性和脉冲宽度灵活调节;同时具有高重频长寿命。实验原理样机具体参数为输出电压幅值±5kV,脉冲串内重复频率2.5MHz,脉冲宽度200ns～10μs连续可调。     

基于IGBT开关的超导电感脉冲输出实验研究

为实现高温超导电感脉冲功率输出,在对多种断路开关特性比较的基础上,提出了基于IGBT开关的超导电感模块化脉冲输出方案。在该方案的基础上建成了一套基于IGBT开关的脉冲输出回路,利用实验室的高温超导磁体进行了一系列的试验,最终在负载上得到峰值约为40 A,上升沿约为200μs的单电感放电脉冲波形和多电感放电叠加的脉冲波形。试验结果表明,用IGBT作为断路开关控制磁体能量以实现脉冲功率输出的技术方案是可行的。     

百ns直线型脉冲变压器模块仿真及初步试验

短脉冲直线型脉冲变压器(LTD)是近年发展的一种新型脉冲功率驱动源新技术,LTD模块化后可方便地串、并联使用。为了紧跟国际上短脉冲LTD技术,进一步拓宽其应用领域,介绍了LTD的基本原理后根据国内脉冲电容器、高频磁芯和绝缘子的技术水平,提出了一种电流上升时间约100ns、电流峰值约100kA的一级LTD模块的技术方案;重点介绍了设计模块的结构及磁芯材料的选取;利用通用电路仿真软件Pspice建立了相应的模拟电路模型,并计算了输出参数;在充电±35kV时对设计方案进行的一路单元初步实验中得到短路电流幅值7kA,上升时间(10%～90%)约86ns,单个回路电感约270nH。实验结果表明,设计方案能达到预期指标。     

基于断路开关的准方波输出脉冲功率源

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的准方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出。通过理论分析和电路仿真分析,确定了脉冲形成网络的电感电容级数和爆炸丝参数。对功率源进行了实验验证,实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32 kV时,在10Ω负载上得到电压幅值83 kV,半高宽279 ns,90%平顶172 ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。     

1MV/100kA快脉冲直线型变压器驱动源装置设计

快脉冲直线型变压器驱动源(LTD)技术是一种可以直接获得<100ns脉冲上升时间的新型脉冲功率技术,在Z箍缩、闪光照相和高功率微波等领域具有重要的应用前景。为了掌握LTD装置设计技术,基于已经研制完成的100kV/100kA快脉冲LTD原型模块,设计了输出电压/电流分别为1 MV/100kA的快脉冲LTD装置。装置由10级LTD模块串联而成,系统总储能为20kJ,次级采用真空磁绝缘传输线结构。装置直径约1.5m,长度约2.2m。根据10级LTD模块串联装置系统电路分析和数值模拟,结果表明在10Ω负载上的输出电压约为1.08MV,上升时间约51ns,脉宽为168ns。同时还针对磁绝缘传输线锥形和直筒形阴极结构建立了简化模型,采用PIC粒子模拟编码对其进行粒子模拟,结果表明,2种结构在负载端的输出电压均约为1MV,输出阻抗接近10Ω,同轴传输线间隙的电子流能够实现磁绝缘。     

2001年第一季度电力工业运行分析

根据２００１年第一季度电力工业生产和用电需求情况，论述了电力市场供需特点，并从多方面对当前电力供需形势进行了分析。     

华东电网省际电力、电量交换的原则与实施

<华东电网联络功率、电量管理和考核办法>制订和执行的目标在于将省市间及省市与主网问的电力、电量交换分成国家计划的互供电量与集团内部经协商制定的经销电量,并进行联络线偏离计划的考核.1998年又根据电网供需矛盾的变化对其进行修正,以经济办法实行调度管理,提高电网的频率合格率.     

新能源与电能变换：系统集成、技术融合及应用展望

本文主要阐述电能变换装置在新能源供电系统中的核心作用,以及电力电子变换技术与现代电源技术的融合,研究几种电能混合供电方式,重点探讨集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并展望了新能源供电系统的应用前景。     

整流装置功率因数的分析

分析了整流装置中正弦电压、非正弦电流和非正弦电压、非正弦电流两种情况下网侧电流与功率问的基本关系；总结了整流装置功率因数的特点；指出了从电网的角度而言，对整流装置的一次侧功率因数进行分析的实际意义。     

现代电能质量的基本问题

随着科学技术和国民经济的快速发展,电能的需求量也极大增长,同时电能质量越来越显示其重要性,电力部门和用户对电能质量的关注也日益增加。文章概述了现代电能质量的基本问题,首先论述电能质量的各种概念,然后综述电能质量受到关注的主要原因,最后总括了相关的几个问题,包括电能质量指标、电能质量恶化的危害、电能质量的检测、分析计算和改善的方法,以及标准和管理等。     

Rethinking the Power Shortage of China 2011

As the opening year of the “Twelfth Five-Year Plan,” driven by the steady and fast economic growth,the year of 2011 saw China's rising demand for electricity,resulting in regional power shortages.Subje...     

Rethinking the Power Shortage of China in 2011

As the opening year of the "Twelfth Five-Year Plan," driven by the steady and fast economic growth, the year of 2011 saw China’s rising demand for electricity, resulting in regional power shortages. Subjected to multiple factors such as the weather conditions, the contradictions between coal supply and power generation and the structural problems in the power system, power supply shortage across the nation became increasingly critical. At the same time, the Northeast and Northwest China, plus Inner Mongolia, often experienced power generation surplus and difficulties in sending power to other regions. This paper reviews the overall situation of the national electric power supply in 2011, elaborates on the current contradictions in the power demand and supply and presents an in-depth analysis of causes and corresponding countermeasures.     

配电变压器无功功率的消耗与节能

对用户配电变压器无功功率的节能做了探讨,并举例定量分析。以引起广大用户对变压器无功功率消耗的重视,进一步提高负载功率因数,达到最佳节能效果。     

风力发电机组特性及接入系统的潮流计算方法研究

介绍了风力发电机组的工作原理和风电场的功率特性,针对P—Q简化模型法、P—Q迭代模型法、R—X迭代模型法在含风电场的电力系统潮流计算中存在的不足,提出一种考虑异步风力发电机组的无功一电压特性来进行含风电场的电力系统潮流优化计算方法。在MATLAB软件环境下,采用IEEE14节点系统作为测试系统进行潮流算例仿真,仿真结果表明,该方法的潮流计算精度和速度均较高,具有良好的合理性,可满足含风电场的电力系统潮流优化计算要求。     

大型风力发电机组无功补偿控制器的研究

异步电机作发电机运行时,无功功率消耗大,功率因数低,输出功率小。本文通过以DSP芯片TMS320F240为核心的无功补偿控制器系统,实现了对所需无功分量进行精确计算,准确跟踪系统无功变化,对多级电容器组进行自动和循环投切,达到了对系统动态进行无功补偿的目的。控制器投入运行后,提高了功率因数和风机输出有效功率,降低了发电成本,创造了可观的经济效益。