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高温超导磁储能脉冲放电装置研究

作　者: 陈楠
导　师: 唐跃进
学　校: 华中科技大学
专　业: 电工理论与新技术
关键词: Bi-2223/Ag高温超导脉冲功率超导磁体脉冲变压器氧化锌避雷器
分类号: TM910
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 171次
引　用: 3次
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内容摘要

脉冲功率技术为各种应用目标提供强电流脉冲功率源,是电磁新概念武器、脉冲强磁场、粒子加速器等高端科技装置的重要支撑技术。脉冲功率电源的基本原理是对储能器件缓慢充电积累能量,然后在很短时间内通过对能量的脉冲压缩、整形、传输、等波形调制手段,得到各种理想的高幅度、大功率的脉冲输出。超导技术是21世纪具有战略意义的高新技术,它不仅具有巨大的市场前景,也和国家科技实力密切相关,因此众多发达国家对超导技术给予了高度重视。为了探讨和开拓超导技术在脉冲功率领域的应用前景,论文就超导磁储能磁体脉冲放电的电路拓扑、技术特性进行了较为广泛和深入的研究,分析并实验研究了超导脉冲功率方面的应用。论文所进行的重要工作及研究成果如下:(1)基于超导脉冲成形的理论分析,对高温超导磁储能的脉冲成形装置建立了计算机仿真模型;(2)研究了多模块叠加脉冲放电中所遇到储能模块间互感所带来的影响,通过理论分析提出了改进的装置控制策略;(3)定量分析了脉冲变压器参数对装置能量释放效率的影响,指出放电过程中在保护电阻上的能量损耗,以及放电结束后储能模块中的残余电流;(4)试验研究了多模块叠加放电的可行性,提出自耦式脉冲放电模块的方案,该方案的优点在于能够充分发挥磁体在脉冲功率下的失超传播和恢复性能;并通过减少可控开关,从而提高装置运行可靠性。该放电方案经过试验验证可行;(5)针对电磁推进对驱动电源的需求设计了脉冲发生回路,进行了驱动实验。本课题获国家自然科学基金支持(50647026)。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 引言  8-10
  1.2 超导及超导脉冲功率技术研究状况  10-15
  1.3 课题的来源及主要工作  15-16
2 超导磁储能脉冲放电装置原理电路仿真分析  16-25
  2.1 引言  16
  2.2 脉冲放电电路拓扑  16-17
  2.3 脉冲放电电路实现方法  17-20
  2.4 脉冲放电电路理论分析  20-21
  2.5 脉冲放电电路仿真  21-23
  2.6 小结  23-25
3 多模块集成化脉冲放电装置优化设计  25-30
  3.1 引言  25
  3.2 储能模块电磁特性计算  25-26
  3.3 双模块放电电路理论分析  26-28
  3.4 多模块放电控制策略优化  28-29
  3.5 小结  29-30
4 脉冲变压器放电能量传输效率分析  30-39
  4.1 引言  30
  4.2 变压器对输出波形畸变影响  30-31
  4.3 变压器参数对输出波形影响仿真分析  31-34
  4.4 脉冲变压器能量传输效率定量分析  34-38
  4.5 小结  38-39
5 高温超导磁体脉冲输出试验探讨  39-49
  5.1 引言  39
  5.2 高温超导磁体参数  39-41
  5.3 双模块叠加脉冲放电实验  41-42
  5.4 高温超导磁体直接放电特性研究  42-46
  5.5 电磁推进用脉冲电源实验研究  46-48
  5.6 小结  48-49
6 全文总结  49-51
  6.1 总结  49
  6.2 有待进一步研究的工作  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-56
附录1 攻读硕士学位期间已发表或录用论文  56-57
附录2 高温超导磁体脉冲输出回路实物图  57

高温超导磁储能脉冲放电装置研究

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