基于蓄電池電源的45T長(zhǎng)脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)研究.pdf

1、華中科技大學(xué)國家脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心已經(jīng)建成了蓄電池型電源系統(tǒng)，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，通過蓄電池的串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)不同電壓和電流的輸出，也可以通過輸出母排的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源的靈活供電。本文擬開展基于蓄電池電源系統(tǒng)的45T長(zhǎng)脈沖平頂磁場(chǎng)研究，目的是獲得滿足核磁共振和比熱測(cè)量等前沿科學(xué)研究所需要的既有較高磁場(chǎng)又有穩(wěn)定平頂?shù)膹?qiáng)磁場(chǎng)。分析了三線圈磁體的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，通過電源的理論分析和仿真研究，設(shè)計(jì)了滿足實(shí)際需要的三套獨(dú)立蓄電池電源結(jié)構(gòu)和參數(shù)，確定了三線圈磁

2、體供電的控制方案。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　首先，針對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)下的前沿科學(xué)研究對(duì)長(zhǎng)脈沖平頂強(qiáng)磁場(chǎng)的新需求，結(jié)合蓄電池電源系統(tǒng)具有的能量大，輸出為直流，理論上是不存在紋波等特點(diǎn)，提出了采用三個(gè)獨(dú)立的蓄電池組電源供電實(shí)現(xiàn)三線圈磁體供電的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)45T長(zhǎng)脈沖平頂磁場(chǎng)，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　其次，結(jié)合現(xiàn)有蓄電池電源系統(tǒng)的參數(shù)配置，通過三線圈磁體的參數(shù)設(shè)計(jì)分析，給出了三線圈的長(zhǎng)脈沖磁體的主要參數(shù)，進(jìn)而給出三套電源

3、的蓄電池組電壓、電流及脈沖長(zhǎng)度等主要技術(shù)參數(shù)。最終確定實(shí)現(xiàn)45T長(zhǎng)脈沖無紋波的平頂磁場(chǎng)技術(shù)方案。
　　進(jìn)而，完成磁體和電源系統(tǒng)的建模，并利用MATLAB SIMULINK仿真軟件對(duì)該方案進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，通過對(duì)電源的電壓電流波形、磁場(chǎng)平頂、磁體溫升曲線等主要參數(shù)的細(xì)節(jié)分析和參數(shù)優(yōu)化，確定三套電源的結(jié)構(gòu)配置以及主要放電開關(guān)和保護(hù)開關(guān)的技術(shù)指標(biāo)。
　　在以上分析設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)三個(gè)電源同時(shí)供電大功率直流以及復(fù)雜的磁場(chǎng)環(huán)境，可靠的