14T核磁共振成像超导磁体电源的研究

发布时间：2021-01-17 21:11

　　14 T MRI（核磁共振成像）超导磁体电源属于中国科学院B类先导科技专项培育项目的重点研发项目之一。根据超导磁体的大电感负载特性（电感量321 H,连接阻抗2mΩ）以及稳流运行状态下,磁体电流稳定度满足10 ppm/h的高稳定度要求,论文分别从主拓扑结构,控制系统两个方面设计此超导磁体电源。该论文首先介绍了电源的主拓扑设计方案。通过对比分析市面上存在的各类高稳定度电源拓扑结构,提出了三相不控整流桥串联双Buck电源拓扑;分别从AC-DC拓扑设计与DC-DC拓扑设计两个方面阐述电源主拓扑方案的设计思想;然后,采用状态空间平均法对主回路拓扑进行数学建模,为主回路拓扑的参数计算,器件选型和功能分析奠定了基础。论文依据电源的主拓扑设计方案,分别从电源的输入级电路、初级Buck电路以及次级Buck电路三级电路展开具体分析。对于每一级电路,结合主回路拓扑的数学模型,在电源具体指标的基础上,利用等效负载模型,傅里叶分析法,完成各级电路的参数计算与器件选型。同时,论文具体分析了各级电路所起到的功能,从而验证了电源主回路设计方案的合理性。本文接着阐述了高稳定度电源控制系统的设计。以如何实现高稳定度电源... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１法国丨ｓｅｕｌｔ／ｌｎｕｍａｃ电源拓扑??（１）交流部分??交流部分包括两个ＡＣ－ＤＣ电路模块和三个４８?Ｖ不间断直流电路模块构成

１．６本文研究的主要内容??本文以设计１４?ＴＭＲＩ超导磁体电源为目标，主要研究以下四个方面：??①选择高稳定度电源拓扑方案并建立拓扑的数学模型。??②根据高稳定度电源的数学模型，计算电源的主回路参数并完成器件选分析其拓扑实现的功能，并通过仿真验证主回路拓扑设计的正确性。??③分析高稳定度控制系统稳定度的影响因素，并完成高稳定度电源控制系设计，对控制系统的参数和选型提出要求。??④根据高稳定度电源控制系统设计，从硬件实现与软件实现两个方面搭稳定电源控制系统，并对电源控制系统进行初步测试。??６??

２．２．１相控整流拓扑??相控整流方案采取晶闸管作为开关器件，对于低压大电流电源，常用双反星??形相控整流电路，见图２．１。其优点在于：变压器的二次侧绕组极性相反，其直??流磁化将互相抵消；同时，平衡电抗器的存在可以使两个晶闸管同时导通，从而??使输出电流增大一倍；大电流下晶闸管导通压降低。目前中国科学院等离子所??７??

【参考文献】：
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本文编号：2983598