含电爆炸元件电路的PSpice模拟和实验研究

基于金属上流过脉冲大电流产生电爆炸时金属电阻率与注入能量的关系建立了含电爆炸元件电路的集总参数PSpice电路模型,通过该模型可以对含电爆炸元件电路进行快速模拟计算,给出一些规律性的结果。模拟表明常见金属中银丝的使用效果较好,并且预计使用金丝可能得到更好的效果,负载的大小对于爆炸丝的断流效果有重要影响。这些结论和已知实验规律相符,能够帮助理解电爆炸过程和较好的解释实验现象。     

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。     

MV级电爆炸导体开关输出脉冲的数值模拟与实验

介绍用电爆炸导体开关产生 ＭＶ级高压脉冲的方法,建立了开关的计算模型,给出了与电感储能系统耦合时,开关上电流电压波形的计算结果与实验结果。     

介质对铜丝电爆炸沉积能量的影响

铜丝在电爆炸过程中要经历固态、液态、气态和等离子体4种状态,而铜丝在电爆炸过程中吸收的能量全部来自于电流的焦耳热效应,爆炸时周围介质对爆炸过程有着显著的影响.为此对μs脉冲电压下空气和水介质中铜丝电爆炸进行了实验研究,利用自积分Rogowski线圈和电阻分压器分别测量铜丝电爆炸时的电流和电压.利用数学方法分别计算了铜丝...     

电爆炸金属导体在Marx发生器中的应用

介绍了一种用电爆炸金属导体对高功率 Marx发生器输出波形进行整形的方法 ,计算了影响整形的电爆炸金属导体的有关参数 ,并评估了该方法     

电爆炸丝和脉冲变压器驱动低阻抗负载研究

对脉冲放电电路中金属丝发生电爆炸后产生的高压脉冲驱动脉冲变压器在低阻抗负载(19Ω)上产生的电脉冲进行了研究,利用Ansoft Simplorer7软件建立了模块化集中参数电路模型,得到了与实验吻合的计算结果。初步研究表明,电爆炸丝驱动脉冲变压器在低阻抗负载上不能产生超高压脉冲,但可显著展宽负载得到的电压脉宽,在需要长脉宽应用场合有潜在的应用前景。     

大电流高速滑动电接触实验电源系统研制

为提供电接触大电流,驱动电磁轨道发射装置将试品加速到1～2km/s的高速以模拟速度转捩的发生条件,研制了用于大电流高速滑动电接触实验研究的1.5MJ脉冲电源系统。整个系统采用包括8个可程序控制电源模块的模块化结构,通过程序控制的方式,实现各模块的同步或时序放电,输出的脉冲电流波形幅值和脉宽均可调。利用建成的电源系统进行了短接调试实验及大电流高速滑动电接触初步实验,结果表明:电源可产生峰值>400kA、平顶时间>1ms的放电电流,能够满足大电流高速滑动电接触实验的要求。     

液电爆炸及其应用

液体介质里高电压大电流脉冲放电(简称液中放电)具有液体介质里一般爆炸物质爆炸的特点,可以称为液体里的电爆炸(简称液电爆炸)。同时,根据液中放电时伴随出现的一些物理效应,又有人称它为液电效应。作者认为液电爆炸这个名字能够区别于其它液中放电而反映出这类放电的特点。而且,人们对它感兴趣的一个重要方面,也在于它在许多场合能     

金属丝电爆炸研究进展-(Ⅰ):真空环境

真空中金属丝电爆炸在Z箍缩等离子体、X射线源等有重要应用,特别是纳秒脉冲下金属单丝的电爆炸行为是丝阵Z箍缩的最初始阶段,对丝阵Z箍缩内爆辐射特性有重要影响,因而受到特别关注。目前,利用高时空分辨的等离子体诊断系统和数值模拟手段,真空环境中金属丝电爆炸的研究已在实验诊断、调控方法、理论模型等方面取得了许多重要研究成果。在介绍发展历史的基础上,主要针对真空环境中纳秒脉冲下金属单丝电爆炸的相关研究,描述了金属丝电爆炸的基本特性,总结了电参数和丝参数对电爆炸特性的影响规律,分析了提高金属丝中沉积能量以实现金属丝汽化的调控方法,并综述了数值模拟中电爆炸丝状态方程、输运参数和磁流体模型等的主要进展,最后指出了研究面临的挑战和未来发展的方向,对今后继续深入开展该领域的研究工作具有一定的借鉴意义。     

电弧炉短网的计算及测量

电弧炉主电路中二次电路串联部分的总成、从电炉变压器的低压侧出线端到电极之间的大电流载流体称为大电流线路,简称短网。通常在短网导体中流过数万安培的电流,短网要消耗数量可观的有功电能和无功电能。电弧炉短网的电参数在很大程度上决定了整个电炉装置的功率因数,电效率、各相间的功率分配以及电能消耗等整个炉子的运行参数。计算和测量短网电参数是研究电弧炉的一个重要课题。对于电弧炉短网电参数的研究可以分为理论计算、模拟试验、工业测试三种方法来进行。     

高频纳秒脉冲串作用下皮肤肿瘤热效应的多参数有限元仿真与实验

为综合传统微秒脉冲电场和纳秒脉冲电场治疗肿瘤的优点,提出一种高频纳秒脉冲串的脉冲形式来治疗肿瘤。研究此高频纳秒脉冲串在生物组织中产生的热效应,并通过多参数有限元方法对施加镊子电极的皮肤黑色素肿瘤的温度以及热损伤进行仿真。施加的电场强度范围为1~10k V/cm,脉宽范围为50~500ns,脉冲串内重复频率介于100k Hz和1MHz之间,一串脉冲的长度为100μs,脉冲串重复频率为1Hz。对于皮肤肿瘤,施加电场强度5k V/cm、脉宽500ns、脉冲串内重复频率1MHz的脉冲,1s后肿瘤的最高温度仅为37.4℃,热损伤可以忽略不计。对不同电场强度、脉宽、重复频率下皮肤黑色素肿瘤的温度和热损伤进行仿真计算,研究肿瘤温度以及热损伤与脉冲参数的关系,并确定使肿瘤不发生热损伤的脉冲参数范围。对裸鼠在体黑色素肿瘤的温度进行实测,肿瘤的温升结果与仿真中的平均温度变化较为一致。     

恒磁通步进式脉宽调制变频电源研究

设计了一种恒磁通步进旋转式脉宽调制变频电源,该电源的斩波脉冲宽度数据是根据等面积原理计算所得的在60°的两相数据,其输出波形保持了电动机磁通的恒定,同时在每个斩波的两端磁通方向保持不变。在输出标准脉宽调制(PWM)正弦波时,可使谐波畸变率小于5%。工作时只有2/3周期为双极性波形,1/3周期为单极性波形,可使功率三极管总功耗降低1/3。频率降低时,脉宽数据不变,可获得与频率成比例下降的输出电压,达到了变频变压保证电机磁路不饱和及恒转矩输出的目的。该电源可广泛用于机械、冶金、化工、轻工等领域。     

陡脉冲致兔肝组织不可逆性电击穿的量效关系

为优化陡脉冲电场在肿瘤治疗的治疗参数,确定最佳的治疗剂量,实验研究了不同电压峰值、脉宽、频率组合的陡脉冲电场致正常兔肝组织细胞不可逆性电击穿范围(即杀伤面积)的量效关系。结果发现:不同参数组合的陡脉冲对杀伤面积有较大的影响,随着脉冲剂量增大,杀伤面积随之增加,但峰值电压约900V时趋于饱和,脉宽>5μs后杀伤面积增大较前明显。     

陡脉冲致肿瘤不可逆性电击穿的场强阈值研究

为了明确陡脉冲电场致在体肿瘤细胞不可逆性电击穿的电场强度阈值,以新西兰大白兔肝脏VX2肿瘤组织为研究对象,建立了陡脉冲在均匀介质中的有限元模型;采用电场仿真和荷瘤动物实验相结合的方法,用不同电压峰值的陡脉冲电场分别处理荷瘤组织,并用经病理切片描绘得出的电场杀伤覆盖范围同理论仿真模型相互验证,以求得陡脉冲电场在肿瘤组织中的分布,进而求出其电场强度阈值。结果表明:理论仿真与动物实验相互吻合;根据肿瘤组织的坏死轮廓和仿真结果初步判定陡脉冲电场致在体兔肝VX2肿瘤组织不可逆性电击穿的电场强度阈值为838±46 V/cm。本研究为治疗参数的恰当选择提供参考,只要电场覆盖范围内肿瘤区域的最小电场强度略大于肿瘤细胞不可逆性电击穿阈值,即可使肿瘤组织得到有效杀伤而正常组织受到最小损伤。     

直驱式电动台钻用开关磁阻电机高效控制

直驱式电动台钻用效率较高的开关磁阻电机(SRM)替换单相感应电机,将钻头直接固定到电机转子的输出端,省去传统台钻的皮带、塔轮等机械传动装置,实现直接驱动。为了实现直驱式电动台钻全转速范围内的无极调速功能,提出起动阶段采用电流斩波控制(CCC)提供大扭矩;低速阶段采用基于正余弦电流分配的方法抑制低速转矩脉动;中高速阶段采用电压斩波控制(CVC)+角度控制(APC)的变角度电压斩波组合控制方式对转速进行调节。从而实现了不同控制模式间的平滑切换的控制策略。试验结果表明:所提出的全转速范围的控制策略效率高、调速性能好,可有效提高电动台钻的性能。     

积分式仪表常数自检功能的设计与研究

积分式计量仪表的常数的正确与否,直接影响到该产品能否被验收或投入使用。该文以目前大批生产的电能计量仪表为研究对象,利用产品现有的硬件和软件配置,在电能表产品上增设仪表常数自检功能,即验证电能表内部配置的常数值、测试输出脉冲驱动因子和电子计度器进位驱动因子的正确性。电能表配置仪表常数自检功能,液晶屏的数字区被切换为连续的电能量累加显示与仪表输出(光或电)脉冲同步的脉冲累加计数显示,分别用作自检操作前的参数显示、自检过程显示和自检结果的显示。利用电能表表盖上的本地的功能按钮或红外遥控器上的控制按钮,实现电能表产品仪表常数自检功能切换、参数设置、程序的启动和停止。具有仪表常数自检功能的电能表,常数测试操作简单、测试时间少且无测试误差,提高常数检验结果的可信度。     

超高压电力变压器绝缘计算

本文对SFP400000/500超高压电力变压器的绝缘进行了仿真计算.对主绝缘电场的计算应用有限元法,计算时将主绝缘电场场域划分为三个子区域,得出了各区域中的电位分布和电场强度分布,并计算了相关的绝缘裕度,找出了绝缘的薄弱环节.对纵绝缘电场,建立了绕组在雷电过电压下的电路模型,分别计算了高、低压绕组在全波和截波作用下的电位分布和梯度分布,确定了梯度最大的油道,并计算了相应油道在的全波和截波下的绝缘裕度,为变压器绝缘设计和改进提供了理论上的参考依据.     

电除尘器脉冲电源参数的计算方法

分析了电除尘器脉冲供电电源的原理和特点，利用Ｒ．Ｌ．Ｃ振荡充电的公式和电收尘器脉冲供电的特点，导出了一些这种电源参数的计算公式。其计算结果与实际例子的数据是比较接近的。     

油中局部放电检测脉冲电流法与超高频法比较

为了研究局部放电检测中超高频法参量与脉冲电流法参量之间的关系,比较分析了局部放电检测中超高频法和脉冲电流法在原理上的区别。利用脉冲电流法和超高频法对油纸绝缘的几种典型模型下的局部放电活动同时进行测量,比较分析同一模型下的局部放电中超高频法参量与脉冲电流法参量之间的关系并探讨了局部放电检测中脉冲电流法对超高频法的标定问题。研究表明,在反映放电活动强弱上,超高频法的参量和脉冲电流法的参量之间有着相同的变化趋势,但是二者之间不存在直接的线性关系。     

1 000 kV级240 Mvar并联电抗器的研发

介绍了国内1000kV级240Mvar并联电抗器的研发情况，对技术参数、产品结构及设计中的关键技术，如电抗器主绝缘电场、纵绝缘强度、截波、冲击分布、结构件中的漏磁、铁心振动计算模型，降低噪声的措施等作了较详细的分析与介绍。