基于超导脉冲变压器的连续脉冲电源性能影响参数的分析与研究
发布时间：2022-12-17 15:20
小型化、轻量化和重频化是当前电磁发射用脉冲电源的主要发展趋势。高温超导电感储能型脉冲电源具有储能密度高、损耗小和对充电功率要求低等优点而受到研究人员的关注。其中,基于高温超导脉冲变压器储能和脉冲压缩的脉冲电源模式是非常重要的发展方向之一。当前电感储能型脉冲电源电路拓扑模式研究大都集中在单次电流脉冲的输出方面,而用于连续电磁发射的脉冲电源的研究还较少,且每次电磁发射结束后剩余能量的回收问题也有待进一步完善。为此,本文提出了一种基于高温超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路,并对影响连续脉冲电源主要性能的电路参数进行了分析。本文首先分析了基于高温超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路的工作过程和主要性能影响因素,构建了 3kJ的高温超导脉冲变压器线圈仿真模型,对主要性能影响因素的理论计算方法进行了仿真验证。由仿真和理论计算结果可以看出,电流放大倍数随着副边电感的增大而减小,不过,断路开关的最大电压和最大电容储能比例也都随之降低。其次,为验证连续脉冲电源电路的可行性,研制了小型实验用高温超导脉冲变压器,搭建了连续脉冲测试实验平台,进行了连续电流脉冲的测试,仿真和实验结果证明了这种连续脉冲电源电路是可行的...
【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 课题的研究背景及意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 电感储能脉冲功率技术的研究现状
1.2.2 超导储能脉冲功率技术的研究现状
1.2.3 电磁发射的历史进程和研究现状
1.3 论文的主要内容及章节安排
第二章 超导储能连续脉冲电源的原理分析
2.1 电路拓扑及工作过程分析
2.1.1 脉冲电源电路拓扑
2.1.2 工作过程分析
2.2 主要的性能影响因素分析
2.2.1 电流放大倍数的影响因素
2.2.2 断路开关电压的影响因素
2.2.3 最大电容储能比例的影响因素
2.3 仿真与计算结果分析
2.4 本章小结
第三章 超导储能连续脉冲电源实验研究
3.1 超导脉冲变压器线圈的设计与测试
3.2 脉冲输出仿真与实验验证
3.2.1 实验电路与器件的选择
3.2.2 单脉冲周期的仿真与实验验证
3.2.3 连续脉冲的实验验证
3.3 本章小结
第四章 单模块脉冲电源的电磁发射应用研究
4.1 导轨型电磁发射系统的简化模型
4.2 连续脉冲电源的驱动过程分析
4.3 电源电路参数对发射性能的影响
4.3.1 耦合系数的影响
4.3.2 转换电容的影响
4.3.3 副边电感值的影响
4.3.4 抛体质量的影响
4.4 本章小结
第五章 多模块电源设计及电磁发射应用研究
5.1 多模块连续脉冲电源设计
5.1.1 电路拓扑结构设计
5.1.2 线圈模型设计
5.2 多模块连续脉冲电源的驱动过程分析
5.2.1 驱动过程数学模型
5.2.2 驱动过程仿真分析
5.3 多模块连续脉冲电源的关键参数影响分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 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]电磁发射的历史及发展趋势[J]. 李立毅,李小鹏. 微电机(伺服技术). 2004(01)
[2]电磁发射用高温超导空心脉冲变压器[J]. 宋萌,周羽生,唐跃进,魏斌. 电工技术学报. 2007(12)
[3]35kJ高温超导储能磁体的优化设计[J]. 罗平,姚立海,杨仕友,倪光正. 低温与超导. 2006(03)
[4]脉冲功率技术的研究现状和发展趋势综述[J]. 郑建毅,何闻. 机电工程. 2008(04)
[5]高电流密度超导储能磁体的研制[J]. 戴银明,王秋良,王厚生,宋守森,赵保志,雷源忠,陈顺中,白晔,李会东,鲍庆. 中国电机工程学报. 2009(09)
[6]高温超导混合脉冲变压器的研制与放电测试研究[J]. 吴锐,李海涛,王亮,董亮,窦康乐,王豫. 低温与超导. 2011(12)
[7]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)
[8]电磁轨道炮发射技术的发展与现状[J]. 李军,严萍,袁伟群. 高电压技术. 2014(04)
[9]同轴线圈电磁推进技术述评[J]. 王秋良,王厚生,李献,陈顺中. 高电压技术. 2015(08)
[10]高储能密度电感的设计[J]. 李臻,于歆杰. 电工技术学报. 2017(13)
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]增强型电磁轨道发射装置受力及变形研究[D]. 关继红.燕山大学 2017
[3]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
[4]高温超导磁储能脉冲功率电源系统设计[D]. 张培星.西南交通大学 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]基于超导磁体的快速换能系统研究[D]. 肖广大.西南交通大学 2009
[7]线圈炮电磁过程动态仿真技术研究[D]. 张海燕.哈尔滨理工大学 2005
本文编号：3720168
【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 课题的研究背景及意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 电感储能脉冲功率技术的研究现状
1.2.2 超导储能脉冲功率技术的研究现状
1.2.3 电磁发射的历史进程和研究现状
1.3 论文的主要内容及章节安排
第二章 超导储能连续脉冲电源的原理分析
2.1 电路拓扑及工作过程分析
2.1.1 脉冲电源电路拓扑
2.1.2 工作过程分析
2.2 主要的性能影响因素分析
2.2.1 电流放大倍数的影响因素
2.2.2 断路开关电压的影响因素
2.2.3 最大电容储能比例的影响因素
2.3 仿真与计算结果分析
2.4 本章小结
第三章 超导储能连续脉冲电源实验研究
3.1 超导脉冲变压器线圈的设计与测试
3.2 脉冲输出仿真与实验验证
3.2.1 实验电路与器件的选择
3.2.2 单脉冲周期的仿真与实验验证
3.2.3 连续脉冲的实验验证
3.3 本章小结
第四章 单模块脉冲电源的电磁发射应用研究
4.1 导轨型电磁发射系统的简化模型
4.2 连续脉冲电源的驱动过程分析
4.3 电源电路参数对发射性能的影响
4.3.1 耦合系数的影响
4.3.2 转换电容的影响
4.3.3 副边电感值的影响
4.3.4 抛体质量的影响
4.4 本章小结
第五章 多模块电源设计及电磁发射应用研究
5.1 多模块连续脉冲电源设计
5.1.1 电路拓扑结构设计
5.1.2 线圈模型设计
5.2 多模块连续脉冲电源的驱动过程分析
5.2.1 驱动过程数学模型
5.2.2 驱动过程仿真分析
5.3 多模块连续脉冲电源的关键参数影响分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 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]电磁发射的历史及发展趋势[J]. 李立毅,李小鹏. 微电机(伺服技术). 2004(01)
[2]电磁发射用高温超导空心脉冲变压器[J]. 宋萌,周羽生,唐跃进,魏斌. 电工技术学报. 2007(12)
[3]35kJ高温超导储能磁体的优化设计[J]. 罗平,姚立海,杨仕友,倪光正. 低温与超导. 2006(03)
[4]脉冲功率技术的研究现状和发展趋势综述[J]. 郑建毅,何闻. 机电工程. 2008(04)
[5]高电流密度超导储能磁体的研制[J]. 戴银明,王秋良,王厚生,宋守森,赵保志,雷源忠,陈顺中,白晔,李会东,鲍庆. 中国电机工程学报. 2009(09)
[6]高温超导混合脉冲变压器的研制与放电测试研究[J]. 吴锐,李海涛,王亮,董亮,窦康乐,王豫. 低温与超导. 2011(12)
[7]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)
[8]电磁轨道炮发射技术的发展与现状[J]. 李军,严萍,袁伟群. 高电压技术. 2014(04)
[9]同轴线圈电磁推进技术述评[J]. 王秋良,王厚生,李献,陈顺中. 高电压技术. 2015(08)
[10]高储能密度电感的设计[J]. 李臻,于歆杰. 电工技术学报. 2017(13)
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]增强型电磁轨道发射装置受力及变形研究[D]. 关继红.燕山大学 2017
[3]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
[4]高温超导磁储能脉冲功率电源系统设计[D]. 张培星.西南交通大学 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]基于超导磁体的快速换能系统研究[D]. 肖广大.西南交通大学 2009
[7]线圈炮电磁过程动态仿真技术研究[D]. 张海燕.哈尔滨理工大学 2005
本文编号：3720168
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3720168.html
