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《脈沖強磁場電源系統(tǒng)設計及實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringDesignandRealizationofPulsePowerSupplySystemforPulsedHighMagneticFieldCandidate:JiangChengxiMajor:PowerSystemandItsAutomationSupervisor:Prof.PanYuanProf.DingHongfaHuazhongUniversityofSc
2、ience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay29,2013獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經標明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授
3、權華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在年解密后適用本授權書。本論文屬于不保密□。（請在以上方框內打―√‖）學位論文作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學博士學位論文摘要強磁場作為一種基礎研究的重要極端條件，在凝聚態(tài)物理、材料科學等研究領域發(fā)揮著不可替代的作用。作為獲得高場強磁場有效方法的脈沖強磁場實驗裝置，在全世界范圍內受到廣泛關注和大力發(fā)展。脈沖強磁場電源為脈沖強磁場實驗裝置提供能量，并影響磁場的強度、波形和質量，是裝置的關鍵和核心部件。本文根據各類脈
4、沖強磁場電源的特點和優(yōu)劣，并結合華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心（籌）現(xiàn)有條件和規(guī)劃，選擇電容器型電源與脈沖發(fā)電機型電源作為脈沖強磁場裝置的能量來源，重點研究了這兩種脈沖強磁場電源系統(tǒng)的具體設計與實現(xiàn)方案。針對磁體供電要求，以及電容器型電源單模塊和多模塊并聯(lián)兩種工作狀態(tài)，分析了電容器型電源主要參數(shù)對磁場強度、波形的影響，并提出了12.6MJ/25kV電容器型電源系統(tǒng)的總體設計方案；根據電容器型電源模塊可靠性及穩(wěn)定運行的要求，確定各組成部分的功能及其參數(shù)要求，重點設計了脈沖電容器及阻尼電感、放電開關及保護電感、續(xù)流二極管及續(xù)流電阻、極性轉換開關等主要元件的實現(xiàn)方案。在電容
5、器型電源系統(tǒng)研制過程中，對該電源系統(tǒng)的主要元件和整個系統(tǒng)的性能和參數(shù)進行了測試和分析，驗證了設計方案的可行性，并通過對模塊阻抗的測試，建立了精確的電容器型電源模塊模型，為后續(xù)分析奠定模型基礎；針對電容器型電源放電瞬間因線路寄生參數(shù)引起的瞬態(tài)過電壓問題，分析了引起瞬態(tài)過電壓的具體因素，并設計了相應的阻容吸收支路，實驗表明該阻容吸收支路能有效抑制瞬態(tài)過電壓幅值。在脈沖發(fā)電機型電源系統(tǒng)設計方面，分析了現(xiàn)有的100MVA/185MJ脈沖發(fā)電機系統(tǒng)和磁體需求，優(yōu)化了脈沖整流器系統(tǒng)的直流側參數(shù)，提出了135MVA脈沖整流器系統(tǒng)的整體設計方案；根據系統(tǒng)特點提出了由晶閘管開關和機械開關并
6、聯(lián)組成的Crowbar支路作為直流側故障保護方案；以規(guī)劃50T/100ms磁體作為負載，仿真分析了脈沖發(fā)電機型電源系統(tǒng)的整體工作情況，驗證了該設計方案的可行性。在脈沖發(fā)電機型電源系統(tǒng)紋波分析及控制策略研究方面，分析了單線圈和雙線圈磁體的供電方式和影響平頂磁場紋波的主要因素，以磁場紋波最小化為目標，提出了交流電壓，出口電抗器，線路阻抗等參數(shù)的系統(tǒng)配置原則；針對雙線圈磁體等效電路，提出了全電流平頂、無電流平頂、半電流平頂三種控制策略，分析了各自的優(yōu)缺點和適用場合，并通過實驗驗證了無電流平頂控制策略的有效性；針對階梯波單線圈磁體，分析了在串聯(lián)12脈波與串聯(lián)24脈波整流器兩種拓撲
7、電路下，兩個整流器觸發(fā)角不對I華中科技大學博士學位論文稱運行方式時產生的磁場紋波，并給出了紋波最小要求下的最優(yōu)觸發(fā)角分配曲線。關鍵詞：脈沖電源脈沖強磁場脈沖電容器脈沖發(fā)電機晶閘管開關晶閘管相控整流器雙線圈磁體II華中科技大學博士學位論文AbstractThehighmagneticfieldisoneoftheimportantandbasicresearchtoolsincondensedmatterphysics,materialsscienceandotherresearchareas.Therefore,thepuls
