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《沖擊電壓發(fā)生器的設計.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、沖擊電壓發(fā)生器的設計一、工作原理沖擊電壓發(fā)生器通常都采用Marx回路，如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護電阻r一般比R約大10倍,它不僅保護了整流設備,而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g0為點火球隙，由點火脈沖起動；其他各級中g為中間球隙,它們調整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關的作用,當它們都動作后,所有級電容C就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來,并向負荷電容C0充電。此時,串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。由于C0較小，很快就充滿電,隨后它將與級電容C一起通過各
2、級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內,因充電電阻R遠大于Rf和Rt,因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進行調整,幅值由充電電壓V來調節(jié)，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變。圖1沖擊電壓發(fā)生器回路（Marx回路）二、Simulink設計1、各參數(shù)的選取額定電壓的選?。喝≡嚻冯妷簽?10kV，由附錄表A10和A3可得，耐受電壓為550kV，型號MY110-0.2的標稱電容為0.2μF，故沖擊電壓發(fā)生器的標稱電壓應不低于U1=55
3、0*1.3*1.1/0.85=925.3kV圖2發(fā)生器的充電回路沖擊電容的選?。喝绮豢紤]大電力變壓器試驗和整卷電纜試驗，就數(shù)互感器的電容較大，約1000pF，沖擊電容發(fā)生器的對地電容和高壓引線及球隙等的電容估計為500pF，電容分壓器的電容估計為600pF，則總的負荷電容為：C2=1000+500+600=2100pF電容器選擇：從國產脈沖電容器的產品規(guī)格中找到MY110—0.2瓷殼高壓脈沖電容器比較合適，其電容值為0.2μF，用此種電容器8級串聯(lián)，標稱電壓可達880kV，基本可以滿足前述要求。每級由2個電容器并聯(lián)，使沖擊電容C1=（2*0.2/8）=0.05μF沖擊電壓發(fā)生器主
4、要參數(shù)：標稱電壓：U1=110*8=880kV沖擊電容：C1=0.05μF負荷總電容：C2=0.0021μF2、等效電路圖如下圖3簡化等效圖3、計算本試驗取Tf=2.2μs，Tt=32.5μs，且不考慮回路電感波前時間Tf=2.2μs=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2)=3.24(Rd+Rf)*0.05μF*0.0021μF/0.0521μF求出Rd+Rf=336.92Ω，同理可計算：半峰值時間Tt=32.5μs=0.693(Rd+Rt)(C1+C2)=0.693(Rd+Rt)*0.0521求出Rd+Rt=900.14Ω，根據Tf、Tt求出各參數(shù)后，將Rd、Rf、Rt
5、、C1、C2帶入圖2中，經過一系列的對比，可選Rd=10Ω，Rf=326.92Ω，Rt=890.14Ω帶入圖中，查看scope圖4C2電壓波形圖三、程序設計1、源程序Rd=10;Rf=326.92;Rt=890.14;C1=5e-8;C2=2.1e-9;U1=880000;A=1/(C2*C1*(Rd*Rf+Rd*Rt+Rf*Rt));A1=A*(C1*(Rd+Rt)+C2*(Rf+Rt));A2=A;B=A*Rt*C1;num=[B*U1];den=[1A1A2];U2=tf(num,den);impulse(num,den);gridon2、圖形如下圖表5C2電壓波形圖四、沖
6、擊電壓發(fā)生器的效率根據公式，η=C1/(C1+C2)=0.05/0.0521=0.9597此值比原估計的效率高，所以所選電容是合適的。五、各參數(shù)對波形的影響由Tf=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2)和Tt=0.693(Rd+Rt)(C1+C2)可以看出，①當Rd（或Rf或Rt）增大，其他不變的時候，Tf和Tt都會增大，波頭會往后移，波頭后部分曲線也會后移。②當C1（或C2）增大，其他不變時，Tf回增大，Tt會減小，故波頭會往后移，但波頭后部分曲線會往前移。
