一種脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)電源的仿真與控制的實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái),隨著分子級(jí)別的物質(zhì)特性研究的不斷深入,對(duì)磁場(chǎng)的要求越來(lái)越高,相應(yīng)的對(duì)電源的要求也越來(lái)越高,表現(xiàn)為電流越來(lái)越高,底寬越來(lái)越大。在國(guó)內(nèi)外,現(xiàn)在普遍存在的問(wèn)題為電源體積很大,不適合多種場(chǎng)地實(shí)驗(yàn)的要求;放電電流小,不能滿(mǎn)足多種強(qiáng)磁場(chǎng)研究的需要,研制出電流更高、磁場(chǎng)更強(qiáng)穩(wěn)定性更好、體積小便于移動(dòng)的的磁場(chǎng)電源系統(tǒng)的要求越來(lái)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(guó)內(nèi)水平的大電流磁場(chǎng)電源有很大的難度。但與挑戰(zhàn)并存的是機(jī)

2、遇,對(duì)更大電流磁場(chǎng)的研究得到實(shí)現(xiàn)后,一定有其良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,同時(shí)也可推動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展。
　　串聯(lián)諧振充電是一種新型的充電技術(shù),對(duì)于電容充電來(lái)說(shuō)此種充電技術(shù)有著恒流充電的特性等優(yōu)點(diǎn),因此在近些年,LC串聯(lián)諧振被廣泛的應(yīng)用于各類(lèi)充電電源中,其可靠性?xún)?yōu)于其他類(lèi)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(yuǎn)程控制及實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)入到一個(gè)新的技術(shù)高度,隨著其技術(shù)的不斷發(fā)展,其逐漸可以擴(kuò)展各種模塊以加強(qiáng)其本身的功能,如

3、通信功能不斷強(qiáng)大、高速I(mǎi)/O口功能、模擬量輸入輸出等。這時(shí)功能都是對(duì)工業(yè)流程控制量身訂做,對(duì)于各類(lèi)電源來(lái)講是提供了一個(gè)良好的監(jiān)控平臺(tái),并通過(guò)供應(yīng)商提供的軟件來(lái)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行方便的控制。此論文旨在研制一種強(qiáng)脈沖磁場(chǎng)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(shù)路線,對(duì)容量為20mF電容在20s內(nèi)完成充電,充電電壓4.5kV(max5kV);利用晶閘管對(duì)電容儲(chǔ)能進(jìn)行釋放,放電形成底寬50ms,放電電流4kA,利

4、用合適的負(fù)載實(shí)現(xiàn)5T的脈沖強(qiáng)磁場(chǎng);
　　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(shí)間內(nèi)自動(dòng)充電;
　　3、通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)電源的多種故障保護(hù)功能及電容電壓泄放保護(hù)功能。
　　4、用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)充電電壓的設(shè)置和對(duì)充電電壓的實(shí)時(shí)采集,即F/V和V/F轉(zhuǎn)換,以及軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)加電流程的控制。
　　論文中對(duì)于主要的原理及技術(shù),利用Matlab仿真工具,對(duì)脈沖磁場(chǎng)電源原理進(jìn)行仿真,并對(duì)其控制系