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神光Ⅲ能源模块中主开关触发系统的研制

作　者: 龙兆芝
导　师: 林福昌
学　校: 华中科技大学
专　业: 高电压与绝缘技术
关键词: 气体开关触发回路脉冲变压器电压分布陡化回路
分类号: TM564
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 43次
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内容摘要

两电极气体间隙开关具有通流能力大、转移电荷能力强的优点,在高功率脉冲电源系统中有广泛的应用。这种开关需要具有陡上升沿的触发脉冲,因此精确控制气体开关导通的触发系统是开关良好运行的前提。本文从气体开关触发系统的输出脉冲电压波形的要求(脉冲前沿为数十ns,峰值不小于100kV)出发,研究用脉冲变压器为主要元件的触发回路。由于变压器输出电压波形前沿为μs级,其输出需接陡化回路;为保证气体开关的触发能量,变压器副边应并接电容;此外为防止开关导通后,主放电回路将能量传递到触发回路,隔直电容也是必要器件。本文以变压器的电磁参数理论为基础,分析了变压器并接电容时各参数对副边并联电容电压波形的影响。设计并制作了高压脉冲变压器,确定变压器各部分的材料和尺寸;为减小漏感,变压器绕组采用同轴结构。对脉冲变压器进行了空载实验,解决其高压输出端的绝缘问题,确定变压器能输出峰值为100kV的脉冲电压。然后进行了触发回路的实验研究,得到上升沿约为30ns的触发电压波形。由于气体开关导通后,变压器的绕组中将出现截波,本文研究了陡波侵入变压器绕组时的波过程,分布电容的存在使得绕组初始电压分布不均,比较了计算分布电容的方法,其中用Maxwell2D有限元分析软件可全面考虑各种影响因素,计算结果较为准确。最后,本文分析了导线分布方式和初、副边绕组中的绝缘材料的不同对分布电容的影响,进而分析了这些因素对初始电压分布的影响,对脉冲变压器的改进有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题研究背景  8-11
  1.2 触发系统研究现状  11-13
  1.3 脉冲变压器研究现状  13-15
  1.4 论文的主要工作  15-16
2 触发系统的设计  16-33
  2.1 实验回路  16-24
  2.2 PSPICE 仿真  24-32
  2.3 小结  32-33
3 脉冲变压器设计  33-41
  3.1 脉冲变压器铁心选择  33-34
  3.2 绝缘材料选择  34-36
  3.3 变压器尺寸设计  36-38
  3.4 变压器原型和参数计算  38-39
  3.5 小结  39-41
4 触发系统的实验研究  41-58
  4.1 脉冲变压器实验  41-49
  4.2 脉冲变压器输出波形的陡化实验  49-52
  4.3 触发系统实验  52-57
  4.4 小结  57-58
5 变压器绕组初始电压分布计算  58-74
  5.1 绕组中的波过程  58-59
  5.2 变压器分布电容计算  59-69
  5.3 电容矩阵和初始电压分布的影响因素  69-73
  5.4 小结  73-74
6 结论  74-76
  6.1 全文总结  74-75
  6.2 尚待开展的工作  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80

神光Ⅲ能源模块中主开关触发系统的研制

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