脉冲功率技术在环境保护中的应用

近年来脉冲功率技术在环境工程方面得到广泛的应用。介绍了脉冲功率装置的基本构成,国内外脉冲功率技术的研究现状以及脉冲功率技术的最新发展方向。通过分析脉冲功率技术在高压除尘和有机废水处理方面的机理,总结出脉冲功率技术在环境工程中具备的优势和重大实际意义。     

RSD重复频率脉冲功率电路的研制

研制了一种基于高速大功率半导体脉冲开关反向开关晶体管(Reversely Switched Dynistor,简称RSD)的重复频率脉冲功率电路,电路主要包括放电电容充电回路、主回路及BSD预充回路等部分.分析了脉冲功率电路及磁开关工作原理.设计了工作电压为2.4 kV时的电路及磁开关参数.试验结果表明,当重复频率为1...     

脉冲功率电源空间环境适应性研究及验证

脉冲功率电源已广泛应用于科研、医疗、工业等众多领域,但在航天空间领域仍缺少应用先例。针对脉冲功率电源未经历过上天应用,其空间环境适应性缺乏验证问题,以影响脉冲功率电源关键指标却又未经历过上天验证的高压电容器、调波电感、晶闸管等核心器件为研究重点,开展了核心器件的高真空、强辐射、温度交变等主要空间环境的地面模拟试验。试验结果表明脉冲功率电源具有良好的空间环境适应性,为以后的脉冲功率电源的空间应用打下了坚实基础,填补脉冲功率电源空间应用的空白。     

电磁发射系统中电力电子技术的应用与发展

近年来,电力电子技术的飞速发展推动了电磁发射技术稳步走向工程应用。该文列举了电力电子技术在电磁发射储能系统、脉冲功率变换系统、闭环运动控制系统中的典型应用,并对后续加快电力电子技术的发展提出了几点建议。     

气体火花开关电极材料的冲击电流侵蚀特性

气体火花开关是脉冲功率技术中常用的开关装置 ,其性能对整个脉冲功率装置有较大影响。本文利用扫描电子显微镜对七种金属系合金材料在冲击大电流侵蚀后的表面形貌进行了分析 ;研究了金属材料的组织、成分等因素对金属材料脉冲电流侵蚀性能的影响 ;并结合物质结构、热点爆炸等理论 ,提出了一种新的表征金属材料抗侵蚀性能的公式     

脉冲功率电源电容器保护的试验研究

本文分析了采用爆炸丝方式进行脉冲功率电源电容器保护时存在的问题 ,对电容器组中单台电容器的保护要求和措施进行了较详细的讨论 ,提出了采用电感、电阻和快速限流熔断器进行电容器保护的方案 ,并结合实例进行了试验研究     

超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究

提出了利用超导磁储能系统(SMES)来提高电力系统稳定性、提供紧急备用电源和实现新概念武器脉冲电源的“一机三职”功能的基础上,研究了一种基于超导电感储能系统和超导开关的脉冲功率成形技术,探讨了超导脉冲功率技术需要解决的重要基础问题;并根据超导电感储能系统及超导开关特性,提出了超导磁体和超导开关的理想结构,设计了一种脉冲成形网络模型;通过控制外加电流触发超导开关失超来控制超导开关断路,实现高密度无损耗储能、可控脉冲整形,并在电阻负载下,进行了脉冲成形回路放电仿真实验,得到了较理想的脉冲功率输出。     

油介质脉冲功率开关相关理论研究探析

脉冲功率技术是一门新兴的前沿科学技术,近年来由于广泛的应用得到了迅速发展。高压脉冲功率开关技术的发展直接制约着脉冲功率技术的应用前景。油介质具有安全性强、维护费用低、平台兼容性高等诸多优点。脉冲功率开关放电是一个复杂的过程,与开关的电极形状、正负极性、极间距离、液体介质性质和电压作用时间密切相关。文中研究了油流速和油压力对开关油介质中副产物的影响及开关油介质放电特性,为脉冲功率开关的设计及相关理论提供一定的思路。     

高功率脉冲短路开关研究

阐述了脉冲功率技术中短路开关的工作原理,分析了各种开关的优缺点,为高功率脉冲电源设计中短路开关的选择提供了依据。     

水中脉冲放电振荡特性分析及抑制方法研究

水中脉冲功率放电过程中产生的电路振荡,会延长放电时间,降低储能电容寿命。为了对电路振荡进行抑制,首先根据脉冲功率放电装置工作环境,利用COMSOL仿真软件,建立了二维轴对称高压放电模型,模拟了11 kV下电极间隙为4 mm下的高压击穿过程,并分析了等离子通道电导率变化趋势。然后建立等离子通道二维阻抗模型,对电极上的实际放电波形进行了非线性回归分析,得到其电阻和电感分别为0.439Ω和19.872 9μH。最后根据负载特性提出了用脉冲功率晶闸管来抑制电路振荡的策略,并进行了脉冲功率放电实验。实验表明,通过理论阻抗计算得到的电极电压与实际放电电压相符合,且使用晶闸管脉冲功率开关可有效地抑制电路振荡,使振荡时间由220μs降低到36μs,降低了83.6%。     

高压开关管使用可靠性技术研究

高压开关管是脉冲功率装置中的关键元件 ,在使用过程中主要存在触发失败和触发管自击穿 2种失效模式 ,若不妥善地解决高压开关管存在的上述技术问题 ,将严重影响脉冲功率装置的正常工作。笔者主要讨论解决上述问题的技术途径与措施 ,以提高高压开关管的使用可靠性     

电容器级新型储能电介质的储电性能研究

在电容型储能脉冲功率电源中,脉冲电容器的储能密度直接影响脉冲功率电源和脉冲功率系统的小型化发展.目前,脉冲电容器的介质材料多采用双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP),其储能密度很难进一步提升,因此需要研究新型电容储能材料,以提高电容器的储能密度.本文以电容器用储能电介质为研究对象,对聚合物基无机纳米复合电介质(PVDF/Ti...     

脉冲功率源用高耦合度储能电感研究

在电感储能型脉冲功率源中耦合电感是关键。首先从STRETCH Meat grinder 电路出发,阐明了高耦合度电感的概念,然后通过分析影响耦合度的关键因素给出了高耦合度储能电感的模型,并对耦合电感的电感量和磁场的计算进行了数学推导。为了进一步的了解耦合电感的磁场分布情况,本文对其进行了有限元仿真,得到了耦合电感的磁感应强度分布云图和能量分布云图,考虑到漏磁的存在,在文章的最后还对耦合电感的漏磁进行了仿真计算。通过本文的研究能够为脉冲功率源用高耦合度储能电感的优化设计提供一定的理论依据。     

串联晶闸管动态电压测试技术研究

为有效监测脉冲功率源系统中串联晶闸管在同步触发条件下动态电压变化,建立晶闸管电路等效模型,计算不同衰减电路模块对于串联晶闸管均压特性的影响,并在此基础上设计了一种特殊的阻容串联型分压器用于采集串联晶闸管导通过程中的电压信号.计算结果表明,此分压器可有效改善串联晶闸管的动态均压特性,对于串联晶闸管同步导通过程中电压变化情况进行精确监测.经实验验证,该方案可以有效解决脉冲功率源系统中串联晶闸管导通过程的信号采集问题.     

小波分析在脉冲功率技术中的应用初探

本文从工程应用角度阐述了小波分析的基本原理和算法,提出了有助于理解多分辨分析概念的“示波图原型”,归纳给出了信号小波分解常用的基于有限正交小波基的数列｛ｈｎ｝和｛ｇｎ｝的一组值,并结合脉冲功率技术的特点给出了一些应用实例。     

民用脉冲功率源的进展与展望

民用脉冲功率技术的发展一直比较缓慢,其根本原因是脉冲功率源有待于进一步多样化、小型化、重频化、长寿命和高性价比。电容器储能和开关技术是制约民用脉冲功率源发展的瓶颈。为此,简介了民用脉冲功率源在多样化、开关固态化、电容器储能和功率高密度化等方面的发展现状以及对它今后发展的思考。只有依靠多学科的大协作和政府的大投入,民用脉冲功率源才有望在不久的将来得到较大的发展。     

固态开关器件的串联技术

随着半导体技术的发展，在脉冲功率应用中，使用固态开关取代电真空开关器件已成为可能。本文主要分析了实际串联电路中各开关的均压技术；介绍了内含高频感应馈电和限流功能的光隔离驱动技术。最后给出了一台10kV样机的实验结果。     

脉冲电源储能电容反向充电电压释放方法

在放电主开关放置于储能电容支路的脉冲功率电源放电过程中,储能电容存在反向充电现象,反向电压无法释放,影响储能电容的使用寿命,并降低了脉冲功率电源的使用效率。在详细推导电容储能型脉冲功率电源放电过程的基础上,分析影响储能电容反向充电电压的因素,讨论降低储能电容反向充电电压的途径,将放电主开关放置于负载支路的电路结构,实现了储能电容反向充电电压的释放。仿真和实验结果表明:调整放电开关位置后的脉冲功率电源负载电流特性与调整前基本一致,完全满足电磁发射的需求;同时,反向电压的及时释放提高了储能电容的使用寿命,增加了电磁发射系统的效率。     

脉冲气体开关用SF6混合气体放电特性的研究

脉冲功率技术在大功率激光、Z箍缩、高功率微波和材料合成等领域均有非常广泛的应用,气体开关是脉冲功率装置中关键元件之一.为了获得开关间隙中不同气体电介质时开关工作性能、开关寿命等的变化规律,笔者针对一种典型结构的场畸变气体开关,采用工程中常用的正负充压回路方式,通过改变SF6/N2、SF6/Ar混合比、气压和电极间距等实...     

沿面闪络开关研究进展

在脉冲功率系统中,开关是最为关键的部件之一。笔者综述了脉冲功率中应用的沿面闪络开关的研究成果。介绍了沿面闪络开关的结构、研究现状、绝缘介质和电极材料,并介绍了近年来出现的激光沿面闪络开关的可能机理。最后,指出对窄脉冲电压下的激光沿面闪络开关,激光脉冲与电压脉冲的同步是一个很关键的问题,有待深入研究。