一種脈沖強磁場電源的仿真與控制的實現(xiàn).pdf

1、近年來,隨著分子級別的物質特性研究的不斷深入,對磁場的要求越來越高,相應的對電源的要求也越來越高,表現(xiàn)為電流越來越高,底寬越來越大。在國內外,現(xiàn)在普遍存在的問題為電源體積很大,不適合多種場地實驗的要求;放電電流小,不能滿足多種強磁場研究的需要,研制出電流更高、磁場更強穩(wěn)定性更好、體積小便于移動的的磁場電源系統(tǒng)的要求越來越迫切。眾所周知,電流中的損耗與電流的平方成正比,所以要研制高于國內水平的大電流磁場電源有很大的難度。但與挑戰(zhàn)并存的是機

2、遇,對更大電流磁場的研究得到實現(xiàn)后,一定有其良好的市場競爭力,同時也可推動國內相關研究領域的發(fā)展。
　　串聯(lián)諧振充電是一種新型的充電技術,對于電容充電來說此種充電技術有著恒流充電的特性等優(yōu)點,因此在近些年,LC串聯(lián)諧振被廣泛的應用于各類充電電源中,其可靠性優(yōu)于其他類型的電源。而在控制方面,可編程邏輯控制器(PLC)的出現(xiàn),使遠程控制及實時監(jiān)控進入到一個新的技術高度,隨著其技術的不斷發(fā)展,其逐漸可以擴展各種模塊以加強其本身的功能,如

3、通信功能不斷強大、高速I/O口功能、模擬量輸入輸出等。這時功能都是對工業(yè)流程控制量身訂做,對于各類電源來講是提供了一個良好的監(jiān)控平臺,并通過供應商提供的軟件來對工業(yè)產品進行方便的控制。此論文旨在研制一種強脈沖磁場電源,符合以下性能要求:
　　1、本論文以LC串聯(lián)諧振充電為主要的技術路線,對容量為20mF電容在20s內完成充電,充電電壓4.5kV(max5kV);利用晶閘管對電容儲能進行釋放,放電形成底寬50ms,放電電流4kA,利

4、用合適的負載實現(xiàn)5T的脈沖強磁場;
　　2、以S7-200型工業(yè)PLC控制方案為可本控觸發(fā)、遙控觸發(fā),并可在觸發(fā)后一定時間內自動充電;
　　3、通過軟件實現(xiàn)電源的多種故障保護功能及電容電壓泄放保護功能。
　　4、用軟件實現(xiàn)對充電電壓的設置和對充電電壓的實時采集,即F/V和V/F轉換,以及軟件實現(xiàn)系統(tǒng)加電流程的控制。
　　論文中對于主要的原理及技術,利用Matlab仿真工具,對脈沖磁場電源原理進行仿真,并對其控制系