基于高温超导脉冲变压器的重复脉冲功率电源技术
发布时间：2021-05-17 06:19
随着脉冲功率技术的逐步发展,高密度的能量存储技术和大功率的快速释放技术成为主要研究方向,并且输出脉冲波形要求具有良好的重复性和可操作性。传统储能超导脉冲功率电源系统存在诸多不足,如脉冲峰值不稳定且峰值低,能量利用率低,单一脉冲功率电源电路每次只能得到一个电流脉冲峰值,无法高效产生重复脉冲波形。针对这些问题,本文提出一种基于高温超导电感电容混合储能型脉冲变压器的重复脉冲功率电源电路结构,并进行仿真分析。为方便对电路系统的参数进行灵活设置分析,提出一种基于拉氏变换的快速求解方法,并通过实验进行验证。本文首先分析电感储能型重复脉冲功率电源系统和基于meat-grinder电路的混合储能脉冲功率电源系统。对两种电路系统的工作原理、仿真分析方面做了基础性的研究,然后对电路结构和储能方式进行分析比较,得到了一种新型高温超导混合储能型的重复脉冲功率电源电路系统。对新型重复脉冲功率电源系统进行原理分析,并对重复脉冲功率电源系统进行电路仿真。验证了新型重复脉冲功率电源电路可以稳定得到较大值的重复脉冲峰值,能量传输效率达到85%以上。由于脉冲电源系统各项参数需手动设置,参数改变时无法自动给出相关波形和趋势...
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 超导脉冲功率技术研究现状
1.2.2 重复脉冲功率电源研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第二章 超导电感储能型重复脉冲功率电源系统模式
2.1 重复脉冲功率电源储能方式比较
2.1.1 机械储能
2.1.2 电容储能
2.1.3 电感储能
2.2 超导电感储能型重复脉冲电源系统原理分析
2.2.1 电源系统工作原理
2.2.2 电源系统充电时段
2.2.3 电源系统放电时段
2.3 超导电感储能型重复脉冲功率电路仿真分析
2.4 基于meat-grinder的电感电容混合储能脉冲功率电路系统
2.4.1 电路充电时段
2.4.2 电容充电时段
2.4.3 电容放电时段
2.4.4 二极管续流阶段
2.4.5 meat-grinder电路优缺点
2.5 本章小结
第三章 超导电感电容混合储能型重复脉冲功率电源系统模式
3.1 电感电容混合储能型脉冲电源系统
3.1.1 混合储能型重复脉冲电源原理分析
3.1.2 电感电容混合储能的优势
3.1.3 脉冲功率电源系统能量传输效率分析
3.2 混合储能型重复脉冲功率电源系统工作状态
3.2.1 超导电感充电时段
3.2.2 放电第一时段
3.2.3 放电第二时段
3.3 超导电感电容混合储能重复脉冲功率电源分析与仿真
3.3.1 重复脉冲功率电源系统的仿真
3.3.2 电气参数变化对输出性能的影响
3.4 本章小结
第四章 重复脉冲功率电源系统参数仿真分析
4.1 重复脉冲功率电源系统快速求解法
4.1.1 快速求解方法基本原理
4.1.2 基于拉氏变换和数值计算的快速求解法
4.2 快速求解法正确性验证
4.3 脉冲电源系统参数对输出特性的影响
4.3.1 电容参数的影响
4.3.2 耦合系数的影响
4.4 本章小结
第五章 超导脉冲变压器重复脉冲电源系统实验与调试
5.1 重复脉冲功率电源实验
5.1.1 电源系统电流波形
5.1.2 电源系统电压波形
5.2 重复脉冲电源系统实验结果
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文的总结
6.2 对未来工作的展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电感储能连续脉冲电源电路及参数分析[J]. 李海涛,张涛,安韵竹,张亚东,胡元潮,王钦冰. 高电压技术. 2019(03)
[2]用于脉冲电源的高温超导脉冲变压器模型及其参数影响分析[J]. 郑欣欣,张存山,李海涛,李震梅,王钦冰,张涛. 低温与超导. 2017(10)
[3]基于meat grinder with SECT电路的50kJ电感储能型脉冲电源的研究[J]. 班瑞,于歆杰,刘旭堃,李臻. 电工电能新技术. 2017(12)
[4]多级超导脉冲变压器的协调放电模式分析[J]. 李海涛,张存山,李震梅,邹国峰,高明亮,胡元潮. 电机与控制学报. 2017(05)
[5]电磁轨道炮运行阶段系统发射效率和电枢出膛动能研究[J]. 刘旭堃,于歆杰,刘秀成,常馨月. 电工技术学报. 2017(03)
[6]电容储能型脉冲电源分时分段触发策略自动计算方法[J]. 刘旭堃,于歆杰,刘秀成. 电工技术学报. 2016(11)
[7]基于超导脉冲变压器的电磁发射脉冲电源技术研究进展[J]. 李海涛,张存山,胡元潮,孙志伟. 山东理工大学学报(自然科学版). 2016(05)
[8]用于电磁发射的电感储能型脉冲电源的研究现状综述[J]. 马山刚,于歆杰,李臻. 电工技术学报. 2015(24)
[9]基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路中逆流回路的探讨[J]. 马山刚,于歆杰,李臻. 电工技术学报. 2015(20)
[10]电感储能型脉冲电源系统的半解析参数分析[J]. 丁健民,于歆杰,李臻. 电工电能新技术. 2015(07)
博士论文
[1]基于超导储能脉冲变压器的脉冲电源模式研究与系统设计[D]. 李海涛.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]基于超导储能脉冲变压器的副边延时型脉冲电源系统设计[D]. 徐清颖.西南交通大学 2018
[2]电感储能型脉冲功率源中高耦合度储能电感的研究[D]. 张超.南京理工大学 2017
[3]基于超导储能电感的脉冲放电系统的研究[D]. 王帅兵.北京理工大学 2016
[4]重复频率脉冲功率电流源的研究[D]. 欧阳慧.哈尔滨工业大学 2015
[5]螺线管式超导常导混合脉冲变压器的设计与实验研究[D]. 吴锐.西南交通大学 2013
[6]重复频率高功率脉冲电源的研究[D]. 白浩银.华中科技大学 2011
[7]高温超导空心脉冲变压器的设计及其放电研究[D]. 陈天腾.西南交通大学 2011
本文编号：3191253
【文章来源】：山东理工大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 超导脉冲功率技术研究现状
1.2.2 重复脉冲功率电源研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第二章 超导电感储能型重复脉冲功率电源系统模式
2.1 重复脉冲功率电源储能方式比较
2.1.1 机械储能
2.1.2 电容储能
2.1.3 电感储能
2.2 超导电感储能型重复脉冲电源系统原理分析
2.2.1 电源系统工作原理
2.2.2 电源系统充电时段
2.2.3 电源系统放电时段
2.3 超导电感储能型重复脉冲功率电路仿真分析
2.4 基于meat-grinder的电感电容混合储能脉冲功率电路系统
2.4.1 电路充电时段
2.4.2 电容充电时段
2.4.3 电容放电时段
2.4.4 二极管续流阶段
2.4.5 meat-grinder电路优缺点
2.5 本章小结
第三章 超导电感电容混合储能型重复脉冲功率电源系统模式
3.1 电感电容混合储能型脉冲电源系统
3.1.1 混合储能型重复脉冲电源原理分析
3.1.2 电感电容混合储能的优势
3.1.3 脉冲功率电源系统能量传输效率分析
3.2 混合储能型重复脉冲功率电源系统工作状态
3.2.1 超导电感充电时段
3.2.2 放电第一时段
3.2.3 放电第二时段
3.3 超导电感电容混合储能重复脉冲功率电源分析与仿真
3.3.1 重复脉冲功率电源系统的仿真
3.3.2 电气参数变化对输出性能的影响
3.4 本章小结
第四章 重复脉冲功率电源系统参数仿真分析
4.1 重复脉冲功率电源系统快速求解法
4.1.1 快速求解方法基本原理
4.1.2 基于拉氏变换和数值计算的快速求解法
4.2 快速求解法正确性验证
4.3 脉冲电源系统参数对输出特性的影响
4.3.1 电容参数的影响
4.3.2 耦合系数的影响
4.4 本章小结
第五章 超导脉冲变压器重复脉冲电源系统实验与调试
5.1 重复脉冲功率电源实验
5.1.1 电源系统电流波形
5.1.2 电源系统电压波形
5.2 重复脉冲电源系统实验结果
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本文的总结
6.2 对未来工作的展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电感储能连续脉冲电源电路及参数分析[J]. 李海涛,张涛,安韵竹,张亚东,胡元潮,王钦冰. 高电压技术. 2019(03)
[2]用于脉冲电源的高温超导脉冲变压器模型及其参数影响分析[J]. 郑欣欣,张存山,李海涛,李震梅,王钦冰,张涛. 低温与超导. 2017(10)
[3]基于meat grinder with SECT电路的50kJ电感储能型脉冲电源的研究[J]. 班瑞,于歆杰,刘旭堃,李臻. 电工电能新技术. 2017(12)
[4]多级超导脉冲变压器的协调放电模式分析[J]. 李海涛,张存山,李震梅,邹国峰,高明亮,胡元潮. 电机与控制学报. 2017(05)
[5]电磁轨道炮运行阶段系统发射效率和电枢出膛动能研究[J]. 刘旭堃,于歆杰,刘秀成,常馨月. 电工技术学报. 2017(03)
[6]电容储能型脉冲电源分时分段触发策略自动计算方法[J]. 刘旭堃,于歆杰,刘秀成. 电工技术学报. 2016(11)
[7]基于超导脉冲变压器的电磁发射脉冲电源技术研究进展[J]. 李海涛,张存山,胡元潮,孙志伟. 山东理工大学学报(自然科学版). 2016(05)
[8]用于电磁发射的电感储能型脉冲电源的研究现状综述[J]. 马山刚,于歆杰,李臻. 电工技术学报. 2015(24)
[9]基于ICCOS的STRETCH meat grinder电路中逆流回路的探讨[J]. 马山刚,于歆杰,李臻. 电工技术学报. 2015(20)
[10]电感储能型脉冲电源系统的半解析参数分析[J]. 丁健民,于歆杰,李臻. 电工电能新技术. 2015(07)
博士论文
[1]基于超导储能脉冲变压器的脉冲电源模式研究与系统设计[D]. 李海涛.西南交通大学 2012
硕士论文
[1]基于超导储能脉冲变压器的副边延时型脉冲电源系统设计[D]. 徐清颖.西南交通大学 2018
[2]电感储能型脉冲功率源中高耦合度储能电感的研究[D]. 张超.南京理工大学 2017
[3]基于超导储能电感的脉冲放电系统的研究[D]. 王帅兵.北京理工大学 2016
[4]重复频率脉冲功率电流源的研究[D]. 欧阳慧.哈尔滨工业大学 2015
[5]螺线管式超导常导混合脉冲变压器的设计与实验研究[D]. 吴锐.西南交通大学 2013
[6]重复频率高功率脉冲电源的研究[D]. 白浩银.华中科技大学 2011
[7]高温超导空心脉冲变压器的设计及其放电研究[D]. 陈天腾.西南交通大学 2011
本文编号：3191253
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