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脉冲平顶磁场纹波抑制方法的研究

作　者: 余庆
导　师: 丁洪发
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 脉冲平顶磁场电流纹波抑制环流抑制环流最小化
分类号: TN86
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
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内容摘要

脉冲平顶磁场是既能达到相对高的场强，又能在其平顶阶段获得较高稳定度的磁场。随着脉冲平顶磁场的稳定度不断地提高，脉冲平顶磁场可以满足更多科学实验对磁场的要求。通常脉冲平顶磁场通过对相控整流器的控制来实现，相控整流器自身的输入输出特性会给电源直流侧带来较大的纹波电流，需要采用相应的滤波方案来抑制直流侧的纹波，国内外许多大电流高稳定度的直流电源系统采用直流有源滤波器对电流纹波进行抑制。本文介绍了脉冲平顶磁场电源系统的组成及其工作原理，并根据其实际情况，通过测量磁体侧的谐波电流以用于直流有源滤波器的控制。同时给出了5个评价电流纹波抑制方案的指标，从纹波抑制效果，系统稳定性和方案经济性等方面来对电流纹波抑制控制系统进行分析。针对相控整流器与直流有源滤波器联合控制系统中因控制量不独立导致的大环流的问题，给出基于直流有源滤波器输出电流最小化的协调控制系统，在纹波抑制效果，系统稳定性和方案经济性方面均取得较好的效果。在基于直流有源滤波器输出电流最小化的协调控制系统中，相控整流器相控角前馈信号对相控整流器和直流有源滤波器之间的环流有重要影响。为了获得更好的前馈信号，本文给出了通过反馈机理来修正相控整流器相控角前馈信号的方法，并根据脉冲平顶磁场电源系统放电的“重复性”特点来给出本方法的实施方案。给出了基于环流最小化的协调控制系统，建立了其控制系统模型，并对其稳定性进行分析。经仿真证明，此控制系统不仅能抑制相控整流器与直流有源器之间的环流，也能抑制直流有源滤波器的输出电流。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 国内外研究状况  9-13
  1.3 本文的研究内容  13-14
2 脉冲平顶磁场电源系统  14-20
  2.1 脉冲发电机  14-15
  2.2 12 脉波相控整流器  15-16
  2.3 脉冲磁体模型的建立  16-18
  2.4 并联型直流有源滤波器  18-19
  2.5 本章小结  19-20
3 脉冲平顶磁场电源系统电流纹波方案的选择  20-32
  3.1 基于谐波电流/电压控制方式的选择  20-23
  3.2 谐波检测点的选择  23-26
  3.3 电流纹波的检测  26-27
  3.4 无源滤波器的选取  27-29
  3.5 脉冲平顶磁场电源电流纹波抑制评价方案  29-31
  3.6 本章小结  31-32
4 脉冲平顶磁场电源复合控制系统  32-60
  4.1 相控整流器前馈控制信号的设计  32-41
  4.2 直流有源滤波器控制器的设计  41-42
  4.3 基于直流有源滤波器输出电流最小化的协调控制机理  42-43
  4.4 脉冲平顶磁场电源联合控制系统的方案比较  43-59
  4.5 本章小结  59-60
5 基于 THC 和 APF 环流最小化的协调控制系统  60-68
  5.1 环流抑制模型的建立与控制器的优化设计  60-64
  5.2 环流抑制模型的分析  64-67
  5.3 本章小结  67-68
6 全文总结和展望  68-70
  6.1 全文总结  68
  6.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74

脉冲平顶磁场纹波抑制方法的研究

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