基于ATP-EMTP的磁开关型Marx发生器仿真研究的初步探讨

脉冲功率技术向高重复频率、快前沿、小型化的发展趋势对脉冲功率电源提出了新的要求。用磁开关取代传统冲击电压发生器的放电球隙,利用磁开关可高重复频率工作和磁压缩陡化的特点和冲击电压发生器"并联充电,串联放电"的特点,可形成重复频率快前沿高压脉冲。依据现有的磁开关型Marx发生器,使用ATP软件对其进行建模并仿真,对仿真结果与试验结果的比较表明,使用ATP软件对Marx发生器的仿真是可行的,可以利用软件仿真对磁开关型Marx发生器的参数设计进行指导。     

交错并联升压无变压器的新型臭氧发生器供电电源

为了得到一种高效的DBD型臭氧发生器供电电源,设计了一种基于直流交错升压和交流谐振网络的介质阻挡放电型臭氧发生器供电电源.该供电电源利用两路Boost升压式DC/DC变换器得到两路可分别进行闭环控制的稳定直流电源A和B,通过控制两路Boost电路和全桥逆变电路的功率开关器件的导通和关断,并结合双级LC谐振回路,使得臭氧...     

大型同步发电机单相接地故障的暂态多回路分析--实验验证

为准确仿真大型同步发电机定子单相接地故障,提出了暂态多回路模型,该模型将定子绕组划分成多个单元,将定子绕组对地分布电容等效为准分布参数的电容.为验证仿真的正确性和有效性,对一台12 kW同步发电机实验样机进行了单机空载、中性点电阻接地情况下的定子单相接地实验,并给出了实验结果.对比发电机机端三相电压、中性点电压的仿真结果与实验结果,各电压的绝对偏差不超过电压幅值的7.0%, 验证了采用准分布电容参数的定子单相接地的多回路暂态模型的准确性和有效性.     

基于1000kV变压器的雷电冲击电压发生器设计

以辽宁省重大专项"特高压1000k V发电机升压变压器"课题为背景,围绕雷电冲击电压试验的核心装置—多级冲击电压发生器,展开一系列设计。包括发生器输出电压、电容量、回路级数等核心参数设计,脉冲电容、波头波尾电阻、变压器、高压硅堆、球隙的设计与选型,并完成仿真验证。研究结果为"特高压1000k V发电机升压变压器"项目的试验技术研究提供一定的参考和借鉴作用。     

高压变频电源作用下的油纸绝缘局部放电特性

为研究直流输电电压下的油纸绝缘特性,设计并搭建了交流变频高压试验电源系统,并设计制作了典型的油纸绝缘局部放电试品模型,即纸板内部气隙放电、油中纸板沿面放电和油中金属尖端电晕放电模型,针对不同频率电压作用下的同一试品,进行局部放电测量,通过分析获得了局部放电随电压频率升高发生相位、幅值、等变化的放电规律.试验与分析结果表明,随外施电源频率增加及电压幅值升高,局部放电次数增高,能量有所增强,亦即随频率的增加油纸绝缘结构受到局部放电的威胁越严重.研究结果对直流输电系统中的换流变、平波电抗器等油纸绝缘在谐波电压作用下绝缘结构设计有指导意义.     

一种高气压金属卤化物气体放电灯用新型电源的原理研究

提出一种用于高气压金属卤化物气体放电灯供电电源的新型主电路拓扑,不需设置专门提供起燃脉冲的高压脉冲发生器,只须改变电路工作频率,即能满足这类灯在起燃、负阻运行、稳态运行各阶段对电源不同输出特性的要求,电路结构简单,装置体积小,在负载稳定运动后,电源输出特性近似电流源,开头器件电流幅值较低,并可实现零电流换相,讨论了这种电源的工作原理和系统结构,并给出了模拟负载的PSPICE仿真和实验室试验结果,表明其完全符合电路的工作原理和设计思想。     

高压谐振型DC-DC变换器的调压调频控制方案

为解决高压开关电源高频化过程遇到的变压器分布参数对性能影响的问题 ,采用谐振变换器技术方案 ,通过调整回路参数 ,使变换器工作在谐振状态 ,减少了系统的损耗。建立了包含 Buck变换器、谐振变换器、高压变压器和倍压整流器的直流高压开关电源系统仿真模型。通过仿真 ,分析了谐振变换器工作过程 ,研究了主回路电气参数对谐振变换器的影响。仿真说明谐振变换器工作在感性状态开关损耗较小。实验结果验证了仿真分析的正确性。     

火花放电等离子体射流耗电特性研究

对火花放电等离子体射流发生器进行能耗研究实验,将功率计串联接入实验系统以检测放电回路的功率,考察其能耗特性。通过改变电源频率和占空比大小调节发生器工作状态,用皮托管测量其所产生的射流速度,同时测量整个试验回路所耗功率,从而得到火花放电等离子体射流发生器耗能特性,并分析所耗功率对射流速度的影响。试验结果表明,放电回路的功率与电源的占空比呈正相关关系,而与电源的频率呈负相关关系。总体而言,射流速度越大耗电功率也越大。     

变压器操作波试验

本文介绍在东北电力系统进行的８台２２０ＫＶ电力变压器的现场操作波耐压试验，认为采用此 项试验可真实地模拟操作过电压对于绝缘的作用，试验本身不会对绝缘产生残留性损伤，试验设 备简单。在一台示波器上进行的模拟故障试验，说明示伤灵敏度较高。所进行的操作波试验也是 为即将出现的更高电压的变压器准备合适的耐压试验方法。 在变压器低压边绕组激磁产生高压边的操作波时，低压侧往往会发生过高幅值的起始瞬时脉 冲电压。文中分析了产生这一脉冲电压的原因，提出为了减少其幅值，冲击主电容Ｃ。应通过 Ｒ－Ｃ的“Ｔ”型回路向低压绕组放电。 文中给出实用计算法，以便根据冲击回路参数估算操作波的波头、波尾和电压效率。     

水平排管敷设的多回电缆线路布置方式优化研究

为有效降低高压单芯电缆金属护套的感应电压,从而增大传输效率、减小工程的造价,本文对水平排管敷设的多回电缆线路相序排列组合进行研究.首先通过计算分析多回路电缆中任意相邻3根电缆之间的影响规律,发现相序组合方式对电缆金属护套感应电压影响显著,直角三角形排布感应电压较小.然后运用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对多种双回路相序组合方式进行仿真对比与分析,其结果表明:电流幅值相同的多回电缆线路最优布置中,均存在直角三角形相序组合;在电流幅值不同的多回电缆线路中,直角三角形布置方式优势明显.因此,建议在多回路电缆设计中考虑直角三角形布置方式.     

介质阻挡放电产生臭氧等离子体特性

实验设计了一种新式小型臭氧发生装置,该装置采用介质阻挡放电的方式产生臭氧.研究了电极结构、气体流量、放电时间、放电电压、各电极的电流电压峰值、是否添加氧气等与产生臭氧浓度之间的关系.结果表明:放电间隙为2.0 mm,有效长度为500 mm的同心圆柱体电极的放电效果最好;串联相同电极的放电效果好于并联电极的放电效果;在电压一定时,臭氧产量随空气量的增加而减少;当放电气体中加入氧气时,臭氧的浓度明显地增高;随着放电时间的增加,臭氧的浓度会略微下降,最后趋于一个常值;臭氧的产量与电极的电流峰值具有相同的变化趋势,而与电压峰值的变化相反.     

基于移相控制的软开关臭氧电源

研究了一种基于直流母线开关和谐振电容实现所有开关器件软开关的新型高效臭氧发生电源,分析了电路半周期的6个工作模态,得到了软开关实现的时序控制条件.采用IGBT模块作为电源开关,使用TMS320F28335作为控制器,设计了一台160g/h规格的臭氧发生器样机.该样机中,通过PSPWM移相调功实现臭氧产量调节,采用臭氧发生管端电压的PI闭环控制和软件锁相负载频率自动跟踪技术保障负载工作在准谐振状态.电源长期运行稳定可靠,运行测试波形与理论分析及仿真相当吻合,具有较大的实用价值.     

新型板式臭氧发生器的放电机理研究

为了分析新型板式臭氧发生器能高效产生臭氧的原因 ,在对其结构和极不均匀电场下沿面放电的机理做了介绍后 ,通过分离变量法分析了这种电极结构下电场的分布情况 ,得到了这种电极结构产生臭氧的优点和有利于放电产生的方法 ;利用经验公式计算出最佳放电电压 ,并与实验值加以比较 ,验证了公式的正确性。分析并讨论了电极间距、介质厚度与放电电压的关系 ,为今后最佳臭氧发生器的设计提供了依据     

高效电压调节型电火花脉冲电源的设计

在对传统脉冲电源和现有节能脉冲电源的工作原理、控制策略进行分析的基础上,针对传统脉冲电源存在电能利用率低的弊端,提出一种高效电压调节型火花放电脉冲电源.这种电源的电路具有自适应调节输出电压和等电流脉宽的特性,利用电路的拓扑结构进一步优化控制策略,演算电路的动态分析模型,同时对电路的各个主要器件进行设计和计算,给出实际电流电压波形以及自适应调压波形.结果表明:所设计的电源可实现空载电压、脉冲宽度、脉间宽度大范围独立可调,彻底取消耗能严重的限流电阻;电路具有较高的调压精度和较好的加工工艺效果.     

基于电压/频率转换的极简交流电压测量方法

为解决现有交流电压幅值测量方法中对模数转换器性能要求高、硬件电路复杂的问题,采用电压/频率 转换器将交流电压幅度信息调制成数字频率信号,通过分析数字频率信号,可计算出调制前的交流电压幅值。 推导出变换周期内电压/频率转换器的输出频率与输入交流电压幅值的数学关系; 在此基础上设计出仅含有电 压/频率转换芯片和一片双运放的交流电压幅值检测电路。实验结果表明,该方法正确,电路设计合理有效。 该方法利用数字频率信号易积分特性,将每个测试值均用于计算待测信号的幅度,提高了测试数据的利用率, 且简洁的电路设计提高了测量的稳定性。     

Calculation of baffle effect and mutual interaction between elements for an underwater acoustic conformal array with application to the optimization of projecting beampattern

The boundary element theory together with the optimization method is used to calculate the driving voltage weighting vector of a conformal array of underwater acoustic projecting transducers to obtain a low-sidelobe beampattern. At first, the relationship between the acoustic radiated field and the vibra- tion velocity of the array is formulated from the boundary element equation when the boundary im- pedance of the array baffle is specified. Then, the mutual impedance matrix of the array is calculated, and the relationship between the driving voltage and the vibration velocity of the transducers is pre- sented based on the equivalent circuit principle. At last, the driving voltage weighting vector of the array is calculated through an optimization method to obtain a low-sidelobe projecting beampattern. Computer simulation is conducted for a 14-element conformal array. An experiment has been carried out to measure the radiation directivity of the array in an anechoic water tank. The calculated and the experimental results show that the proposed method accounts for the acoustic effect of the baffle and the mutual interactions among transducers successfully and obtain a low-sidelobe projecting beam- pattern, and at the same time provide the largest amplitude of pressure in the axial direction when the maximum amplitude of the driving voltage weighting vectors keeps unchanged.     

用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制

介绍了一种高压延时脉冲串发生器的原理和测试结果。该发生器使用简单的RC电路,通过延时调节、脉冲串产生和高压脉冲串产生三个步骤实现了0～±800V高压脉冲串的输出。此高压脉冲串上升沿小于100ns,可实现2μs～30ms的延时,产生的脉冲串总宽度可在1～10ms内调节,脉冲串内脉冲频率为1～10kHz可调,且产生的波形稳定,误差不超过1%,可用作垂直引入式飞行时间质谱仪里的推斥电源,用于离子的采样。同时介绍了电路各部分的调节方法、波形的输出及抖动情况,分析了误差的产生主要来自电路中电阻电容的不稳定性。提出了装置的不足之处及需要改进的地方。     

限幅法控制蔡氏电路及5涡卷混沌吸引子的实验研究

利用限幅控制法对基于模拟电感的双涡卷以及5涡卷混沌进行了电路实验控制研究.结果表明:利用二极管构成的双向限幅控制电路,仅通过改变限幅电压即可得到非常好的控制效果;该控制方法不受系统的频率限制,无需预先知道系统较多的动力学信息,实验装置简单,在实际系统中容易实现.     

扩展尾流激光雷达动态范围的举动式接收系统

针对水下航行体尾流激光雷达近场后向散射信号强、易导致接收系统饱和的难题,采用电流模式电路设计理论设计了一种举动式水下激光雷达接收系统．该系统充分挖掘接收电路的动态范围利用率,在探测周期内产生举动电流,将输出电压的基点由0V调整到跨阻放大器正向饱和电压附近,有效扩展了动态范围区间,使接收系统对近场信号的接收动态范围有效利用率提高约40％,而举动式电路部分的存在导致的系统带宽减小幅度仅为13％．该系统已成功应用于尾流激光雷达样机并进行了海试,结果表明：该系统完全可以满足大动态范围尾迹探测的需求,可广泛应用于各种大气和水下后向散射式脉冲激光探测系统．