脈沖發(fā)電機型電源系統(tǒng)及其輸出電流紋波抑制方案研究.pdf

1、在現代科學研究中，脈沖強磁場技術受到世界發(fā)達國家的廣泛重視，許多前沿科學研究的突破都是在脈沖強磁場條件下進行的。脈沖強磁場實驗裝置主要由脈沖電源、脈沖磁體和科學實驗站構成。脈沖電源系統(tǒng)是脈沖強磁場實驗裝置的重要組成部分。通常，脈沖強磁場電源應具有大功率、高能量、波形可控的特點。
　　 本文主要研究了脈沖發(fā)電機型電源系統(tǒng)的設計以及該系統(tǒng)對磁體負載供電時減小磁體電流紋波系數的方法。綜合考慮整流系統(tǒng)輸出紋波控制及系統(tǒng)實現的難易程度，整

2、流系統(tǒng)選用十二脈波整流器。對整流變壓器、整流器晶閘管、平衡電抗器、磁體負載等具體的設備進行了理論計算，并進行結合實際選定了具體的參數；重點研究了整流器的反饋控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有實時性與精確性的雙重特點，可以有效控制整流系統(tǒng)以達到減小磁體電流紋波的目的。
　　 為了得到穩(wěn)定度更高且紋波系數更小的平頂長脈沖強磁場波形，以滿足一些科學實驗對磁場平頂波形紋波含有率的要求，本文在控制整流系統(tǒng)的基礎上研究了濾波系統(tǒng)的設計方案。通過對現有

3、濾波方案的分析，分別研究了直流側無源濾波器與有源濾波器減小磁體電流紋波的效果，探討了兩種濾波方式的優(yōu)缺點，并對它們減小脈沖強磁場中的電流紋波的方式進行了理論分析。
　　 通過Matlab仿真軟件對整流系統(tǒng)和濾波系統(tǒng)進行了建模和仿真。仿真結果顯示，本文給出的整流系統(tǒng)及其控制方法可以滿足場強為50.7T、平頂脈寬為100ms、電流紋波系數小于1％的脈沖平頂磁場的供電要求；給出的濾波系統(tǒng)可以將單線圈磁體電流的紋波系數減小到100ppm