420kV高压脉冲电源及其触发开关的研究

发布时间：2017-03-21 01:06

  本文关键词：420kV高压脉冲电源及其触发开关的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着脉冲功率技术在科研和工程领域的应用日益广泛,对高压脉冲电源的要求也向着高电压、大电流、长寿命、低延迟和抖动的方向发展。它在工业、医学、环境工程、军事以及科学实验中都有着广泛的应用。通过对Marx发生器的原理和场畸变开关的理论研究,详细分析了Marx回路参数以及场畸变开关各个参数对高压脉冲电源输出波形的影响,为设计一台420kV高压脉冲电源奠定了理论基础。本文首先对Marx电路充放电过程以及场畸变开关理论进行分析,得到了恒流充电效率公式以及负载从Marx发生器获得高功率的方法。设计了一种场畸变系数大且使用寿命长的场畸变开关,并利用Maxwell软件对其进行电压分布和电场分布的仿真,得出了场畸变开关导通前后的场强分布的变化以及是否符合绝缘性要求。设计了一套基于Marx发生器理论的420kV高压脉冲电源,并设计了直流充电高压电源、电源柜以及触发电路。利用Multisim对设计的Marx电路进行仿真分析,得出在不同回路电感大小以及负载阻抗大小情况下的输出波形。根据之前的计算和仿真数据,研制了一台420kV高压脉冲电源,分别在负载为200Ω水电阻和30Ω水电阻+高压解体装置情况下,对所设计的高压脉冲电源进行了测试,实验结果与之前的仿真结果符合的很好。最后对所做的工作进行了总结,分析了该高压脉冲电源的优缺点以及下一步的改进方法。
【关键词】：长寿命 低延迟和抖动 Maxwell 场畸变系数 负载
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN86
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 研究背景8
• 1.2 国内外发展现状。8-9
• 1.3 选题意义主要内容9-11
• 第二章 Marx发生器理论分析11-29
• 2.1 Marx发生器理论11-17
• 2.1.1 Marx发生器充电过程分析11-15
• 2.1.2 Marx发生器放电过程分析15-17
• 2.2 场畸变开关理论17-20
• 2.2.1 气体放电理论17-19
• 2.2.2 场畸变开关19-20
• 2.3 场畸变开关导通的影响因素20-24
• 2.3.1 气体对开关导通的影响20-21
• 2.3.2 结构对开关导通的影响21-23
• 2.3.3 场畸变开关材料选择23-24
• 2.4 场畸变开关的参数24-29
• 2.4.1 欠压比24
• 2.4.2 电感计算24-25
• 2.4.3 电阻计算25-26
• 2.4.4 延迟和抖动26-27
• 2.4.5 场畸变开关放电数值模拟27-29
• 第三章 420KV脉冲高压电源设计29-44
• 3.1 场畸变开关设计29-35
• 3.1.1 场畸变开关的机械结构29-30
• 3.1.2 开关静电场模拟30-35
• 3.2 420KV脉冲高压电源设计35-37
• 3.2.1 Marx回路参数计算36-37
• 3.2.1.1 Marx回路电感计算36-37
• 3.2.1.2 Marx回路充电电阻计算37
• 3.3 直流充电电源设计37-38
• 3.4 电源柜设计38
• 3.5 触发电路设计38-39
• 3.6 Marx发生器电路模拟39-44
• 3.6.2 不同负载RL对输出波形的影响39-40
• 3.6.3 Marx回路电感LS对输出波形的影响40-41
• 3.6.4 Marx高压脉冲电源全电路仿真41-44
• 第四章 高压脉冲发生器实验研究44-52
• 4.1 场畸变开关测试44-45
• 4.2 420kV脉冲高压电源测试45-49
• 4.3 负载简介49-52
• 第五章 总结与展望52-53
• 参考文献53-55
• 在学期间的研究成果55-56
• 致谢56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 但果,邹积岩,丛吉远,刘凯;高精度高压脉冲电源原理与实验研究[J];大连理工大学学报;2003年05期

2 苏健,叶树林;等能量脉冲电源的研究[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2005年02期

3 粟达人,高心海;程序调整高压长脉冲电源[J];物理;1982年09期

4 黄玉茹;高压快脉冲电源的几种型式[J];电工电能新技术;1984年01期

5 任宝仓;高频分组脉冲电源[J];电测与仪表;1988年09期

6 贾润才;;低损耗脉冲电源维修两例[J];电加工;1992年03期

7 韩苗兴,何永夫;电镀用脉冲电源的应用推广[J];表面技术;2002年05期

8 戚栋,李春荣,王宁会,闫颖,舒红彪;脉冲电晕法中的双脉冲电源的研制[J];高电压技术;2004年10期

9 屈煜;杨宏春;阮成礼;吴明和;曾刚;;基于回扫变压技术的小型化脉冲电源研制[J];电源世界;2008年08期

10 葛红光;张秋菊;;“中走丝”电火花线切割加工脉冲电源的研究[J];电加工与模具;2013年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李冬黎;何湘宁;;脉冲电源在环境工程领域应用综述[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年

2 张亚斌;任先文;涂国锋;李小金;胡新康;;全固态窄脉冲电源的研制[A];中国工程物理研究院科技年报（2005）[C];2005年

3 孙伏希;蔡建民;;高频脉冲电源的计算机控制[A];电加工电火花线切割脉冲电源研讨会论文集[C];1991年

4 任先文;赵君科;王保健;涂国锋;李小金;胡新康;;200kW烟气治理用脉冲电源的研制[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年

5 叶树林;刘晋春;;组合式脉冲电源的研制[A];第八届全国电加工学术年会论文集[C];1997年

6 韩苗兴;韩刚峰;沈振锋;;开关型脉冲电源——电镀电源的新贵[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

7 叶军;吴国兴;万符荣;吴强;徐琳俊;卢高峰;;数控高效放电铣加工脉冲电源参数正交试验研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年

8 裴景玉;胡德金;高长水;刘正埙;;电火花微能脉冲电源的改进[A];特种加工技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

9 裴景玉;胡德金;高长水;刘正埙;;电火花微能脉冲电源的改进[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年

10 李厚轩;;数控线切割脉冲电源的探讨和改进[A];第四届全国电加工学术会议论文集[C];1983年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 ;利用高压脉冲电源对包装材料消毒的方法及装置[N];中国包装报;2005年

2 胡进;发展数控机床的关键是提高工艺水平[N];中国建材报;2000年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘辉;基于协同工作的多个电感储能型脉冲电源模块的研究[D];北京理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈羽;电火花脉冲电源技术研究[D];西安建筑科技大学;2015年

2 吕宏伟;高效节能电火花铣削脉冲电源及工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 操窘;新型短电弧加工机床数控脉冲电源研制[D];新疆大学;2015年

4 刘吉宇;液相放电等离子体脉冲电源设计[D];大连理工大学;2015年

5 唐泽民;高效节能等脉冲能量电火花加工脉冲电源的研究[D];中国石油大学(华东);2014年

6 缪亚运;质子治疗装置脉冲电源的研制[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2016年

7 陈磊;420kV高压脉冲电源及其触发开关的研究[D];兰州大学;2016年

8 黄利平;低速走丝电火花线切割脉冲电源的研究[D];南昌大学;2008年

9 谷金阳;基于单片机的低频高压脉冲电源的研究[D];大连理工大学;2008年

10 马强;用于微生物产品制造的脉冲电源研究[D];兰州理工大学;2014年

  本文关键词：420kV高压脉冲电源及其触发开关的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：258761