基于脉冲形成线的脉冲方波电源设计

为研究某种高压氧化锌(ZnO)陶瓷压敏电阻的特性,设计了用于该电阻测试所需的高压脉冲方波电源。利用脉冲形成开关和高压脉冲形成线网络相结合的原理,采用固体半导体开关器件来产生触发脉冲信号。运用场畸变火花开关作为脉冲形成开关,去控制由脉冲形成线网络构建的储能单元进行放电。再通过应用脉冲变压器进行传输与能量变换后,最终在这种高压ZnO陶瓷压敏电阻负载上,实现输出电压幅度不大于40 kV、脉冲宽度不小于4μs、脉冲前沿不大于1μs的高压脉冲方波信号。     

高压真空器件内绝缘击穿及老炼处理

为解决一种工作在几μs宽高压脉冲下高压真空器件的击穿问题,据其绝缘结构特点确定计算边界条件并用有限元法计算了阴极区域的电场分布;采用高压真空器件解剖、扫描电镜分析和高压脉冲耐压试验分析了高压真空器件内的真空击穿、陶瓷击穿。结果证明采取高压脉冲老炼方法对器件加固后,可减少器件的高压击穿几率,提高耐高压能力和工作可靠性。     

基于磁开关的低频高压脉冲电源的设计与仿真

为了实现纳秒级快前沿高压脉冲,设计了基于磁开关的低频高压脉冲电源。通过电容充放电时间常数与磁开关相配合,最终输出连续纳秒级低频高压脉冲。应用saber电路仿真软件中分析和搭建多级低频高压脉冲电路仿真模型,通过仿真分析各级电容器的电压波形得知,磁开关将高压脉冲从3.2μs压缩至20ns,输出脉冲峰值从初始10kV上升至30kV,最终输出100Hz的连续低频高压脉冲。     

一种用于脉冲绝缘老化试验的高压脉冲电源

为研究牵引逆变器输出脉冲电压对变频牵引电机绝缘的影响,基于高压脉冲电源,结合牵引逆变器的特点,研制了一种新型高压脉冲电源,脉冲电压峰峰值为0～10kV,频率为300Hz～20kHz,占空比为50%。试验结果表明,该高压脉冲电源上升沿2.95μs,输出功率1.5kW,完全满足变频牵引电机绝缘材料性能试验的要求。     

多极子阵列声波测井仪的换能器激励方法

多极子阵列声波测井仪工作于单极、偶极和四极等模式时,发射声系所需要的激励脉冲参数各不相同,要求发射激励电路控制灵活,易于实现。为此,研制了采用复杂可编程逻辑器件作为发射逻辑控制器,由供电电路、高压储能电路、驱动电路、高压激励电路和脉冲变压器构成的高压脉冲激励源。通过实验对各种工作参数进行了优化,在高压储能电路能量确定的情况下,单极和四极触发脉冲宽度为30μs,偶极触发脉冲宽度为160μs,接收换能器可接收到信噪比高、波形特征清楚的信号波形。加温测试和现场测试表明,基于该激励源的声波测井仪完全能够满足石油井下环境的应用要求。     

实用化高压脉冲电源的研制与改进

提出了一种基于半导体断路开关(SOS)和两级磁脉冲压缩网络的高压脉冲电源,电源在负载为50Ω时脉冲电压峰值和脉冲宽度为51 k V和120 ns,但在负载为反应器时仅为16 k V和12μs。探讨了电源和反应器之间的匹配,以利于提高电源能量利用效率。根据将反应器整体看成是一级电容的匹配思路,设计出了一级磁压缩电源和两级磁压缩电源与反应器进行匹配。从实验结果可以看出,改进后的电源对大型反应器的效果非常好,负载为反应器时,一级磁压缩电源负载脉冲电压峰值和脉冲宽度为23 k V和6μs,两级磁压缩电源负载脉冲电压峰值和脉冲宽度为30 k V和1.2μs。     

基于同步信号的多路延时IGBT驱动电路设计

基于同步信号设计了一种可实现相互之间高压隔离的IGBT多路延时驱动电路系统,并应用到Marx电路中,实现了可柔性调节的阶梯型脉冲高压输出。试验结果表明,延时驱动电路可实现最大30μs的延时,且具有IGBT驱动电压欠压保护、自给反向栅压等功能,同时场效应管的存在抑制了栅射极电压振荡。驱动信号高压隔离变压器为单原边多副边结构,简单紧凑,通过副边数目的增减,可驱动不同级数的Marx电路,具有扩展性好的优点。过流保护电路反应速度快,IGBT关断可靠,可在2μs之内抑制短路电流继续上升。该驱动电路应用于10级的Marx电路中,实现了峰值电压10 kV,脉冲宽度30μs,最大电压阶数10阶的脉冲高压输出。     

电脉冲破岩实验高压脉冲电源设计

为满足电脉冲破碎红砂岩实验对高压脉冲电源要求,采用模块化思想设计了基于Marx发生器的高压脉冲电源.设计输出峰值电压为10 kV的单电路板并进行仿真分析,然后由3个单电路板串联设计红砂岩破岩用高压脉冲电源.实验结果表明,高压脉冲电源输出电压约26 kV、脉宽约28.5μs、上升沿小于500 ns;采用25 mm间距电极...     

氢闸流管开关和感应叠加技术重频脉冲源的实验研究

在电力系统和继电保护设备快速瞬变电磁脉冲群的效应实验中,具有亚μs上升前沿的高压重频脉冲源是关键的设备之一。提出了采用氢闸流管开关结合感应叠加技术实现高压重频脉冲输出的方法。基于变压器理论推导并分析了感应叠加输出方式对脉冲前沿的影响,仿真分析了重频脉冲与单脉冲在频域内的分布情况及变压器的磁场分布,给出了同轴屏蔽结构的设计。应用该方法得到了幅值为50kV的连续5路且前沿在20ns内的重频脉冲输出,该脉冲间隔最小为50μs,并能以10μs为步长调节。实验结果表明:氢闸流管触发稳定可靠,同轴屏蔽结构的感应叠加输出方式可以有效地减小漏感对脉冲前沿的影响,并增加了传输效率。     

200 kV脉冲电压发生器的研制

研制了以Tesla变压器为核心组成的200kV脉冲电压发生器,介绍了高压脉冲变压器以及脉冲极性和限流电阻自动转换的设计、制作与试验。高压脉冲发生器的输出为±(60～200)kV,连续可调;输出波形为半正弦波;波形宽度约6μs;限流电阻调节范围为2～17kΩ;高压脉冲极性和限流电阻可自动转换,其性能指标满足使用要求,且操作简单、安全,性能稳定可靠。     

超级电容器用于建立强脉冲磁场的可行性研究

为解决爆炸磁流体发电机应用设计中储能高压脉冲电容器存在的一些缺点,提出了一种以超级电容器替代高压脉冲电容器作为储能器件建立强脉冲磁场的设计方案。在给出脉冲放电回路中超级电容器的等效电路模型、超级电容器模块的设计原则和储能系统管理方案后,对超级电容器模块振荡放电和非振荡放电两种类型进行了分析计算。超级电容器模块和高压脉冲电容器模块的放电电流仿真波形和模块参数的对比结果表明,在产生同样大的脉冲电流下,超级电容器模块放电持续时间更长,在体积和重量上有一定的优势,用于建立强脉冲磁场是可行的。     

电流型脉冲驱动的10kV SVC装置的研制

介绍了一种采用电流型脉冲驱动和基于DSP处理器的10kV TCR型SVC装置，包括硬件结构、设计特点与控制方法。利用电流互感器传递触发脉冲，隔离高压，较好地解决了低成本隔离问题，与采用光纤和脉冲变压器的TCR型SVC装置相比，具有价格低和绝缘容易的明显特点。     

深井电脉冲压裂装置研制

研制了一种用于油气藏增产增注的深井电脉冲压裂装置。装置通过馈电电缆下放至2 000 m到3 000米m的深井中进行工作。考虑到馈电电缆耐压和分布参数的影响,高压充电电源采用两级升压,工作频率为1 kHz;储能元件采用同轴型高储能密度脉冲电容器总储能为5 kJ(25 kV)。通过测试得到工作电压22 kV时放电电流约为30 kA。初步实验表明,研制的深井电脉冲压裂装置在额定电压下可以连续稳定工作2 000次以上。     

强电磁脉冲模拟技术

为了对核电磁和雷电电磁脉冲等进行模拟研究,研发了由Marx发生器和GHz横电磁波室组成的电磁脉冲模拟装置。介绍了该装置的组成及工作原理、产生的高空核电磁和雷电电磁脉冲后分析了电路参数对核电磁脉冲波形的影响并用光纤场测量仪GC-202-1测出了用该装置产生的电磁脉冲波形。初步实验研究表明,用这种装置能够实现对强电磁脉冲的实验室模拟。     

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     

高频脉冲电流法在高压电缆带电局部放电检测以及定位中的应用

介绍一种利用高频脉冲电流法检测电缆局部放电的设备。该设备利用高速宽带采样结合信号分离分类技术,提高局部放电脉冲在强背景噪声中的检出率,提高了检测精度和可信度。另外,对于直通接头以及绝缘接头的检测和定位也提供了可靠的检测方案,经试验室测试及现场应用,效果良好。     

无线通信式低零值绝缘子手持检测仪

为及时检测出挂网运行绝缘子串中的低零值绝缘子,在总结输电线路瓷质低零值绝缘子检测方法后提出一种以分布电压为主,辅助考虑泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测新方法,并据此研制了一套可在线定量测量≤220kV电压等级的输电线路瓷质绝缘子分布电压、泄漏电流和脉冲电流的低零值绝缘子检测仪。该检测仪采用高精度小型高压分压器和傅氏滤波算法保证所测电压精度;使用低功耗微控制器并结合触发测量机制保证检测仪省电;使用无线通信技术、屏蔽桶屏蔽等抗干扰措施优化检零过程和仪器结构以保证检测仪具有高可靠性和智能性,整个检测仪轻巧、实用。     

超大型低反射镜面单锥脉冲电场标准装置

针对现有镜面单锥TEM室用作脉冲电场传感器校准时存在测试尺寸空间较小、低频响应较差、内部与环境反射影响测量准确度等问题,采用超大型精密单锥结构、终端阻抗加载和低反射异形电波暗室等方法,在仿真优化分析基础上,设计研制了基于超大型低反射镜面单锥的脉冲电场标准装置。该镜面单锥母线长2 m,能够适应脉冲宽度大于5 ns的脉冲信号,整体装置所产生的标准脉冲电场幅值50～150 V/m可调、脉冲前沿小于100 ps、脉冲宽度大于5 ns,满足装备测试脉冲电场传感器的大空间、宽频带、高准确度校准需求。     

脉冲电晕法中的双脉冲电源的研制

研制设计了脉冲电晕法脱硫脱硝重要组成部分的双脉冲电源 ,它由高压发生、控制、火花间隙开关 3部分组成 ,可产生 6 0kV的脉冲高压 ,改变电容器容量可改变脉冲宽度。该实验所选电机转速 4 0 0 0r/min ,容性负载 30pF ,脉宽 <2 0 0ns,上升沿 <5 0ns,频率调节范围 0 相似文献   

功率IGBT模块测试设备脉冲高压参数校准技术研究

为了避免器件温升对参数测量造成影响,"脉冲测试法"被广泛应用于功率IGBT模块的静态和动态参数测试中。该类设备内部单脉冲高压源脉冲宽度为50μs时脉冲的高压幅度可达7 k V以上,如何对该单脉冲高压源进行校准是一个技术难题。研制了脉冲高电压分压器,并使用数据采集单元搭建了脉冲高压参数校准装置,解决了功率IGBT模块测试设备的脉冲高压参数校准难题。通过测量不确定分析和实验验证,综合考虑各测量不确定度分量的影响,在包含因子k为2时,脉冲高压参数校准扩展测量不确定度为1.4%。