高电压强电磁干扰下的电压光纤传输

在高电压强电磁干扰环境下,新的通信载体--光纤的引入,使得系统信号传输的全光纤化成为可能.增加模拟量传输的抗电磁干扰能力.提高信号的精度和速度是当前研究的热点问题之一.本文在介绍了电压光纤通信的特点,优化了光纤通信的接口电路的基础上,并设计了一套样机进行了试验和测试.实验证明该方法是可行的.     

基于DSP的光纤监控网络的研制

介绍了超导托克马克聚变实验装置中加速极电源系统的光纤监控网络；为了保证电源系统的安全和稳定，必须对各电源模块的状态进行实时监控；对高电压、强电磁干扰环境中的光纤监控网络进行了软、硬件设计，通过模拟调试。给当了系统在传输速度为9600bps时的通讯时间和复位时间，证实了该方法的可行性。     

高压分压器分布电容补偿的研究

电阻分压器的测量精度和响应时间受自身分布电容的影响较大,尤其是高压分压器。由于高压分压器本身高压臂和低压臂的阻值均比较大,分布电感影响较小,分布电容对测量精度的影响将占据主导地位。为此,本文提出在高压臂两端串联均压环的方法均衡分压器高压侧电场分布,提高分压器性能。并且通过对分压器传递函数的相频和幅频特性进行理论分析,提出一种分布电容补偿的方法。试验证明这种补偿方法是正确的,满足工程要求。     

采用脉冲阶梯调制技术的50kV、100A直流高压电源设计

EAST实验装置的辅助加热系统大功率直流高压电源要求调节方便、响应快捷和故障快速关断,为提高其输出参数而设计了一套50kV、100A等级的高压电源。该电源采用脉冲阶梯调制技术,利用50个不可控整流电源模块串联,控制各模块的开通和关断使输出电压在0～100%范围内调节,可实现快速动态响应和μs级的关断时间。模块串联运行和故障短路的测试结果表明其最大运行参数达57kV、108A,满足该系统的要求。     

纯光纤100kV高压电源控制网络的研制

介绍一套计算机通过纯光纤控制100 kV高压电源的控制系统,上位机通过光纤介质的RS485总线及I/O设备与现场电源模块建立可靠通信,实现上位机对电源模块控制及电源模块状态与波形的记录。通过模拟实验调试,证实该方案是确实可行的。     

基于QNX和力控6.0的高压脉冲电源监控系统设计

高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一。通过实时操作系统QNX与光信号相结合,来实现电源模块的投切,进而得到设定的电压值。考虑到模块的安全运行,采用光纤TCP/IP网络采集各电源模块的状态,实现了电源模块的实时监控。考虑到模块输出的最高电压达100 kV,因此,包括主控计算机和监控计算机在内的所有与模块的通讯,都采用光纤实现,提高了整个系统的可靠性和安全性。通过对十五个电源模块的模拟调试,可以看出,基于QNX和力控6.0的100 kV/100 A高压脉冲电源监控系统是切实可行的。     

基于DSP的光纤数据采集网络的研制

在高电压、强电磁干扰的环境中,采用光纤网络是最理想的通讯手段。超导托克马克聚变实验装置的加速极电源系统,工作在高电压、强电磁干扰的环境中,为了保证电源系统的稳定和安全,必须对电源模块的状态进行实时监控。经过软、硬件设计,并制作硬件电路,通过调试,给出了系统在传输速度为115200bps时的数据采集波,证实了该方法的可行性。     

高压电源短路能量吸收装置LR-snubber的研制

高压直流电源负载-高功率速调管打火短路瞬间,存储在电源系统分布电容中的能量会向负载释放。如果不加能量吸收装置,这些能量将会全部注入速调管,严重时将损坏速调管。为了保护速调管,提出一种新型装置LR-snubber用来吸收存储在高压电源分布电容系统中的能量。LR-snubber是一个电感与电阻的并联网络串在负载高压输入端,正常运行时电流流过电感,不消耗能量;负载短路时电源系统分布电容(包括传输线分布电容)向短路负载放电,由于放电频率非常高(MHz量级),电感对电流起到阻塞作用,迫使电流流过电阻。因LR-snubber耗能电阻与短路负载的残留电阻串联且远大于残留电阻,所以分布电容储能绝大部分将被LR-snubber耗能电阻所吸收。如果L和R参数配合适当不但可以保护负载,而且不会影响电源投入时电流的上升率。通过仿真分析均验证了LR-snubber思想的可行性和正确性,最后模拟实验表明LR-snubber可以吸收超过90%的分布电容储能。     

采用DSP和CPLD的100kV高压脉冲电源控制系统

高压脉冲电源是中性束注入加热装置中的主要系统之一,该电源具有输出电压0～100kVDC可调,最大电流100A,电压调整精度<1%,纹波(峰-峰)<2%,电流上升时间≤20μs,关断时间≤5μs等特点。控制系统的好坏将直接影响电源的运行,为此,主要研究了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑控制器(CPLD)的高压脉冲电源的控制系统,CPLD可实现电源模块内部故障信号逻辑运算、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和晶闸管(SCR)的分合;DSP主要实现与上位机的光纤通信。通过60kV/100A实验及测试的结果表明,该控制系统是可行的。     

100kV高压脉冲电源的滑模反馈控制

在对100k V高压脉冲电源主回路结构进行分析的基础上,提出采用滑模反馈控制方法来控制该高压电源,并给出其等效数学模型。仿真和实验结果表明:经滑模反馈控制后的高压电源输出电压过充小、安全裕量大,电压上升时间约100μs。