脈沖發(fā)電機(jī)型電源系統(tǒng)及其輸出電流紋波抑制方案研究.pdf

1、在現(xiàn)代科學(xué)研究中，脈沖強(qiáng)磁場技術(shù)受到世界發(fā)達(dá)國家的廣泛重視，許多前沿科學(xué)研究的突破都是在脈沖強(qiáng)磁場條件下進(jìn)行的。脈沖強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置主要由脈沖電源、脈沖磁體和科學(xué)實(shí)驗(yàn)站構(gòu)成。脈沖電源系統(tǒng)是脈沖強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置的重要組成部分。通常，脈沖強(qiáng)磁場電源應(yīng)具有大功率、高能量、波形可控的特點(diǎn)。
　　 本文主要研究了脈沖發(fā)電機(jī)型電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及該系統(tǒng)對(duì)磁體負(fù)載供電時(shí)減小磁體電流紋波系數(shù)的方法。綜合考慮整流系統(tǒng)輸出紋波控制及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難易程度，整

2、流系統(tǒng)選用十二脈波整流器。對(duì)整流變壓器、整流器晶閘管、平衡電抗器、磁體負(fù)載等具體的設(shè)備進(jìn)行了理論計(jì)算，并進(jìn)行結(jié)合實(shí)際選定了具體的參數(shù)；重點(diǎn)研究了整流器的反饋控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性與精確性的雙重特點(diǎn)，可以有效控制整流系統(tǒng)以達(dá)到減小磁體電流紋波的目的。
　　 為了得到穩(wěn)定度更高且紋波系數(shù)更小的平頂長脈沖強(qiáng)磁場波形，以滿足一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)磁場平頂波形紋波含有率的要求，本文在控制整流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究了濾波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)現(xiàn)有

3、濾波方案的分析，分別研究了直流側(cè)無源濾波器與有源濾波器減小磁體電流紋波的效果，探討了兩種濾波方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)它們減小脈沖強(qiáng)磁場中的電流紋波的方式進(jìn)行了理論分析。
　　 通過Matlab仿真軟件對(duì)整流系統(tǒng)和濾波系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真。仿真結(jié)果顯示，本文給出的整流系統(tǒng)及其控制方法可以滿足場強(qiáng)為50.7T、平頂脈寬為100ms、電流紋波系數(shù)小于1％的脈沖平頂磁場的供電要求；給出的濾波系統(tǒng)可以將單線圈磁體電流的紋波系數(shù)減小到100ppm