基于脈沖碎石應用的高功率開關技術的研究.pdf

1、自從上世紀60年代開始，隨著脈沖功率技術的發(fā)展，脈沖功率技術被廣泛的應用在國防、工業(yè)、民用等領域。開關作為脈沖功率技術的核心原件，其物理參數和放電特性，直接影響到脈沖輸出波形的時延、幅值、脈沖寬度等特性。高壓脈沖碎石作為一個新型的應用，更需要一種符合其特性的高功率脈沖開關，使其能夠達到高壓脈沖碎石系統(tǒng)的各項技術指標，從而能達到脈沖碎石的目的。本文主要研究滿足脈沖碎石應用的高功率氣體開關。
　　首先根據脈沖功率技術原理，對氣體開關的

2、工作原理進行了理論分析，介紹了開關各個參數的計算方法。通過理論分析、仿真結果、數學計算和具體實驗，分析了球隙距離、觸發(fā)電極距離、觸發(fā)孔直徑等開關物理參數對開關的擊穿電壓、觸發(fā)時延、擊穿時延等的影響。
　　利用ComsolMultiphyscis多物理場仿真軟件對開關的物理模型進行電磁場仿真，分析開關主電極間的靜態(tài)電場分布和觸發(fā)時的電場分布，觀察之間的電場變化，從而進一步了解開關的擊穿原理。根據電場分布，優(yōu)化觸發(fā)電極的尺寸大小，以及

3、觸發(fā)電極尖端到地電極的距離，選擇滿足脈沖碎石應用的合適的主間隙距離，設計出更適合開關擊穿的物理結構。
　　搭建開關所用的實驗系統(tǒng)，設計高功率開關的觸發(fā)系統(tǒng)，采集觸發(fā)時開關主電極以及觸發(fā)電極間的電壓波形。分析主電極間隙、觸發(fā)孔直徑大小對開關觸發(fā)時延和觸發(fā)時延分散性的影響，初步分析慢擊穿和快擊穿的區(qū)別。
　　本文所研究的理論和實驗結果將會為之后高壓脈沖碎石用開關的研究與應用打下很好的基礎，對高功率氣體開關的原理、放電特性的進一步