软开关双极性高重频高压脉冲源

提出一种控制模式,构造了一种基于Boost变换器的双极性高压双快沿脉冲源,形成双极性高压脉冲的原理是利用两组Boost变换器,通过对称控制在负载上输出交替变化的电位。由于二极管转换速度比有源功率开关管快,因此输出脉冲前沿比后沿陡峭,前沿时间约为40 as,而后沿时间约为160 ns。输出脉冲顶部平坦,约为350 ns。脉冲源工作于不连续模式,实测升压比约540倍。谐振实现了功率MOSFET的软开关。     

模块化全固态高压ns脉冲开关技术

为满足脉冲功率技术所需高电压幅值、高重复频率脉冲源的要求,研究了一种新型绝缘栅双极晶体管(IGBT)串联技术,它用5个IGBT进行串联,并将控制、驱动、均压、缓冲电路和IGBT组成一体化模块结构,模块的体积小、重量轻。驱动信号经高频脉冲变压器耦合,可以同步驱动多个高电位的IGBT,输出脉冲的宽度和频率由单片机控制。经试验表明,100Ω的电阻负载时每个模块可输出前沿<100 ns、脉冲频率160 Hz~10 kHz、脉冲幅值约3.5 kV的可调脉冲电压,而且模块可以进行多个串并联。     

双极性加载脉冲源中储开关同步击穿特性

采用2级压缩回路和双极性脉冲叠加技术可以获得高电压快脉冲,但这对脉冲源各级开关同步特性要求较高。为研究初级源对中间储能电容器充电时间约120 ns时中储开关击穿特性对脉冲源运行的影响,文中分析了一种双极性加载脉冲源对中储开关同步击穿的要求,通过实验获得了自触发预电离中储开关在相应充电时间下的击穿电压、时延及抖动特性,并根据实验数据计算了正、负极性脉冲下中储开关击穿时延差值的概率分布。结果表明,该双极性脉冲源需要控制中储开关击穿时延差值小于10 ns;自触发预电离中储开关在0.2～0.7 MPa氮气中、不同极性脉冲下的击穿时延抖动均小于3 ns;取99.99%置信区间时,气压0.5～0.7 MPa时正、负极性中储开关击穿时延差值小于10.8 ns。该结果可作为考核中储开关同步特性和分析峰化电容器绝缘裕度设计要求的参考。     

具有负载普适性的高压双极性方波脉冲源研制

为满足高压脉冲杀菌灭藻实验的需求,研制了一种新型极性可调方波高压脉冲电源。该电源前端为半桥式Marx电路,产生单极性重复频率的方波高压脉冲,后端级联一个H桥,通过控制H桥正、负向放电通道开闭的不同时序实现对高压脉冲极性的调节。本文对拓扑结构设计思路、不同负载时的工作原理和开关控制策略进行了阐述和分析,并利用PSIM软件仿真验证了该脉冲源设计方案的正确性。最后,研制了脉冲源样机,经测试证明,该脉冲源所采用的IGBT浮地驱动技术安全可靠,其最大输出电压达±7k V,输出电流达±10A,脉冲数达1kpps,额定输出时上升沿可达160ns,脉宽3.5μs,且能在阻性、容性、感性等各类负载下正常工作,并易于实现电压、频率、脉宽、极性的调节,易于实现模块化和小型化。     

一种亚纳秒高压脉冲源的研制

本文对一种以亚纳秒高压脉冲放电管为主要元件的脉冲产生电路进行了计算和试验研究,给出了电路的结构参数及选取原则.实验表明所研制的高压脉冲发生电路可产生上升时间小于500ps,幅值不低于4kV的亚纳秒高压脉冲信号,并且具有放电稳定、重复性好、频谱范围广的特点,可作为研究GIS和电力变压器中局部放电信号超高频特性用的信号源.     

一种固态开关紧凑高压脉冲电源的设计与仿真

为了满足运载工具对脉冲放电电源的需求,设计了一种利用车载蓄电池作充电电源,采用两级电感储能、电容传输能量的拓扑电路,脉冲变压器输出最大幅值30 kV、ns级上升沿(反应器负载)、高压脉冲重复频率1 kHz的用于放电处理汽车尾气的全固态开关紧凑型高压脉冲电源;分析了电源主电路工作原理,对电路的动态工作进行数学建模和解析求解,并用Matlab仿真给出一组典型的电源工作波形,为电源设计和元件参数选取提供了依据。在给定电路和负载参数下对电源工作进行PSpice仿真分析的结果表明,该方法能真实反映实际元器件参数对电路工作的影响;该电源能胜任一定范围的阻、感、容性负载下的工作,负载特性可用于电路设计的改进和用户参数的选取,特别是容性反应器负载的特性表明电源可用于汽车尾气的处理。     

快前沿高压脉冲源用纳秒液体开关的研制

设计了一种具有运动触发极的新型三电极纳秒液体开关.开关由位置固定的阳极、阴极和可运动的触发极组成,开关间隙充入无毒、可生物降解、绝缘性能好的精炼菜籽油.开关腔外的触发极控制系统包括电磁铁、无线接收控制电路和遥控器,无线接收控制电路接收遥控器信号控制触发极运动来调节开关相对间隙,实现开关放电.开关设计工作电压为40 kV...     

模块化双极性固态指数衰减脉冲电压源研制

为了模拟特高压直流换流阀饱和电抗器绝缘电气应力,研制了1台模块化双极性固态指数衰减脉冲电压源。参照1 100 kV/5 000 A特高压直流换流阀饱和电抗器的电压参数要求,采用双极性Marx电路与脉冲变压器组合的新型拓扑结构,并进行理论设计和PSPICE电路仿真,仿真结果与所需波形参数一致,证实所设计电路的正确性。结果表明:发生器在容性负载为12.5 pF时,可输出频率为50 Hz的双极性脉冲电压。正极性电压脉宽11.40μs,上升沿1.18μs,幅值0-10.9kV可调;负极性电压脉宽68.2μs,上升沿21.38μs,幅值0～2.27 kV可调。该模块化脉冲电压源可为后续研究工频脉冲电压下饱和电抗器绝缘的局部放电机制和老化失效机制提供实验条件。     

180 kW全固态高压脉冲调制器的设计

为克服以真空电子管作为脉冲开关的传统调制器的缺点,介绍了一种以半导体器件作为脉冲开关的全固态高压脉冲调制器的设计工作。该调制器用于取代传统调制器来驱动速调管,输出脉冲功率180 kW(15 kV,12A)。分析了它的串联开关拓扑结构后讨论了开关器件的工艺和参数选择、均压网络对系统暂态和稳态能量的控制I、GBT驱动电路高压隔离与精确同步的解决方案以及系统控制策略的实现等关键技术。还开展了模拟打火条件下的快速过流保护试验并给出了试验波形。利用SABER软件对调制器电路的仿真和与实际测试波形的对比结果证明:这种固态调制器能够可靠工作。     

基于绝缘薄膜开关的快前沿高压方波发生器

本文对基于绝缘薄膜开关的方波脉冲发生器的设计及整体结构作了较详细的介绍,并分析了方波发生器放电回路杂散数对方波前沿的影响。整机可产生幅值1．5－8kV、前沿小于1．5ns、脉宽40ns的方波脉冲。     

高压开关行业概览

高压开关是高压输变电没备行业的重要组成部分，也是电力工业的重要输配电设备。它为电力工业提供3．6kV～550kV电压等级的电器产品，大致可分为七大类，即高压断路器，高压隔离开关与接地开关，高压负荷开关、接触器、熔断器及其功能组合，高压自动重合器与分段器，高压操动机构，高压防爆配电装置和高压开关柜。我国在经济结构调整中把机械工业作为支柱产业，并将电力设备等重大技术装备作为机械工业的四大支柱之一。     

高压开关行业总体经济运行分析

第一章 行业综述 第一节 行业发展概况 中国高压开关行业国内企业自上世纪80年代以来,通过近二十多年的引进技术、消化吸收和自主创新,已形成了高压六氟化硫断路器、封闭式组合电器(GIS)为主导,包括敞开式高压开关设备(AIS)、电流互感器、中压开关及配电装置等完整的高压、超高压开关产品结构体系,实现了10kV～550kV开关系列产品的国产化,并占据了一定的市场份额.     

高海拔中压开关柜的设计

随着国家工业的迅猛发展和西部大开发的进程不断加快，越来越多的中压电器设备在西部高海拔地区有了更广泛地使用。海拔高度的增加对中压电器设备在设计、制造、安装和使用上与平原地区产品有较大区别。为保证中压电器设备在高海拔地区安全、可靠地运行，结合多年设计、制造及运行经验，阐述高海拔地区对3．6～40．5kV电压等级中压开关柜的影响及要求。     

我国高压开关行业现状

一、基本概况 我国高压电器产品大致经历了三个发展阶段：即：上世纪五十至七十年代初以仿制（仿前苏联产品）为主的试制阶段,当时行业以试制、生产空气、油类产品为主;七十年代中至九十年代初的引进国外先进技术与国内自行研制相结合的试制、开发阶段,少油开关．SF6开关和真空开关成为高压开关行业（以下简称“行业”）的三大类主要产品;近十年来,进入以行业企业自行开发设计为主、与吸收国外先进技术进行二次开发相结合的自主开发的迅速发展阶段,     

西门子高压开关二次回路的改进

针对西门子开关二次回路及在韶关系统使用中所出现的一些问题,提出相应的的改进措施.     

西门子高压开关二次回路的改进

针对西门子开关二次回路及在韶关系统使用中所出现的一些问题 ,提出相应的的改进措施。     

基于滑模控制的低压大电流电源仿真研究

该电源分为前级PWM整流器部分和后级DC/DC模块部分.工作过程是将市电三相380 V AC变换成低压大电流输出,其输出电压在0～50 V DC,电流在0～3 000 A DC.后级采用多DC/DC模块并联设计,任何一路发生故障,可以通过软件设计将故障模块退出运行,让没有运行的模块进入到运行状态中,大大提高了整个系统的稳定与可靠性.在前级PWM整流器部分普遍采用PI控制,由于该电源本身非线性的特点.电源输出电流与电压普遍存在超调量较高现象.提出一种针对该电源中PWM整流器部分,采用的滑模控制方法,在PSCAD中建立模型对两种控制方法进行仿真,仿真结果对比后可知,滑模算法具有降低电压与电流的超调量,有效改善该电源的效率.     

800kV开关设备的国产化趋势

本文介绍了我国西北750kV电网建设及输变电工程概况,国内高压开关制造企业参与750kV输变电工程的情况,分析了三大开关厂800kV开关设备的技术方案、研制进度,批量生产和供货能力.     

20 kV电子开关控制器设计与实现

为全面调试、考核行波管放大器配套的高压电源,需提供20kV高压通断开关来模拟行波管负载行为,因此本文设计了一种基于FPGA的高集成20kV脉冲行波管模拟器用高压电子开关控制器。本文采用FPGA技术设计了PRF脉冲信号,扫频和群脉冲模式,以及人机交互接口。最后,本设计在Actel公司的A3P250芯片上采用VHDI。语言实现,并通过示波器进行验证,目前产品已通过了硬件调试验证,运行状态良好。