基于蓄電池組和脈沖發(fā)電機(jī)型電源的平頂長脈沖磁場電源系統(tǒng)研究.pdf

1、強(qiáng)磁場已經(jīng)成為現(xiàn)代前沿科學(xué)研究必需的極端實(shí)驗(yàn)條件之一，為了滿足一些既需要比較高的磁場強(qiáng)度，又對磁場的穩(wěn)定度有著很高的要求的科學(xué)研究項(xiàng)目，科學(xué)家們提出了平頂長脈沖磁場的概念，這種磁場能夠提供的磁場強(qiáng)度較高而且具有一段穩(wěn)定的平頂脈寬。
　　 目前常用的脈沖電源中適用于產(chǎn)生平頂長脈沖磁場的主要是脈沖發(fā)電機(jī)型和電網(wǎng)整流型電源系統(tǒng)，這兩種電源系統(tǒng)都有各自的不足之處。在總結(jié)現(xiàn)有各種脈沖電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文對蓄電池組型電源的特性以及應(yīng)用于平

2、頂長脈沖磁場電源系統(tǒng)領(lǐng)域的可行性進(jìn)行了研究分析，提出了一種由蓄電池組和脈沖發(fā)電機(jī)型電源串聯(lián)組合而成的平頂長脈沖磁場電源系統(tǒng)，對這種電源系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)構(gòu)成以及控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的研究和仿真分析。
　　 在本文所提出的串聯(lián)組合型電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了得到穩(wěn)定度更高的平頂磁場波形，以滿足一些實(shí)驗(yàn)對磁場平頂波形穩(wěn)定度的苛刻要求，本文對現(xiàn)有的直流紋波濾波手段進(jìn)行了總結(jié)分析，為本文所提出的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種能量雙向流動的并聯(lián)型直流有源濾波

3、器，并通過仿真對這種濾波器的輸出特性和補(bǔ)償效果進(jìn)行了分析。
　　 本文對整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真，以實(shí)現(xiàn)50T，400ms平頂?shù)拈L脈沖磁場為目標(biāo)，對不同方案進(jìn)行了比較分析。在仿真中利用本文所提出的電源系統(tǒng)方案成功得到了21kA，400ms平頂?shù)拇朋w電流波形，經(jīng)過并聯(lián)型直流有源濾波器濾波后，得到了紋波系數(shù)85ppm的磁體電流平頂波形。通過仿真驗(yàn)證了本文所提出的串聯(lián)組合型電源系統(tǒng)可行性和工作特性，也驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的并聯(lián)型直流有