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用于长脉冲磁体电源系统的蓄电池组性能研究

作　者: 陈璇
导　师: 丁同海
学　校: 华中科技大学
专　业: 高电压与绝缘技术
关键词: 平顶长脉冲磁场脉冲电源蓄电池组 SIMULINK
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

平顶长脉冲磁场兼具稳态磁场和脉冲磁场的优点，既具有高磁场强度，又能在平顶时间内具有较好的磁场稳定度，能够满足某些科学实验的需要。为了实现脉宽为秒级的平顶长脉冲磁场，武汉国家脉冲强磁场科学中心（筹）正在建设以蓄电池为储能元件的脉冲电源系统，为长脉冲磁体供电。本文根据实验室的建设要求，对用于长脉冲电源系统的蓄电池组性能进行了研究，完成了蓄电池型脉冲强磁场电源系统的设计与研制工作。蓄电池一般作为备用电源工作于浮充方式，放电电流较小，而在蓄电池型脉冲电源系统中，蓄电池需要工作于2000A/1.5s的高倍率放电的情况，充电方式与放电方式与常规应用均有较大区别。本文对蓄电池在高倍率放电工况下的性能和寿命进行了实验研究，验证了方案的可行性。对蓄电池组的充/放电回路的参数与结构和蓄电池组的充电方案进行了设计。分析了在大电流放电运行条件下影响蓄电池组寿命的主要因素，并提出了蓄电池组的维护方案。利用MatLab/Simulink对蓄电池型脉冲电源系统的工作过程进行了仿真分析，仿真结果表明，基于蓄电池组的电源方案能够满足长脉冲磁体的供电要求。最后，对蓄电池组进行了相关的实验与测试，包括蓄电池组的均流测试、蓄电池组对假负载放电实验和蓄电池组对Helical磁体放电实验。实验结果表明，蓄电池电源能够稳定可靠的为磁体供电，满足长脉冲磁体的供电需求。研制完成的蓄电池电源系统最高输出电压768V，最大输出电流35kA，通过对Helical磁体放电，实现了脉宽为1s、最高场强32T的平顶长脉冲磁场。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 平顶长脉冲强磁场介绍  8
  1.2 长脉冲磁体对电源的需求  8-9
  1.3 国内外研究现状  9-11
  1.4 本文主要内容  11-12
2 蓄电池型电源系统概述  12-24
  2.1 蓄电池电源系统总体结构  12-13
  2.2 强迫换流可关断晶闸管开关  13-16
  2.3 后备保护开关  16-19
  2.4 测量与保护系统  19-24
3 蓄电池组的结构设计与性能研究  24-45
  3.1 铅酸蓄电池选型依据  24-30
  3.2 蓄电池组及其充电部分的方案设计  30-40
  3.3 蓄电池组的运行维护  40-45
4 蓄电池型电源系统的仿真分析与实验  45-62
  4.1 蓄电池电源系统建模与仿真分析  45-52
  4.2 蓄电池电源系统对假负载放电测试  52-55
  4.3 蓄电池组均流测试  55-58
  4.4 蓄电池电源系统对 35kA/32T的Helical磁体放电测试  58-62
5 总结与展望  62-64
  5.1 全文工作总结  62
  5.2 后续工作展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

用于长脉冲磁体电源系统的蓄电池组性能研究

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