用于脈沖平頂波磁體的35kA直流晶閘管開(kāi)關(guān)系統(tǒng)研究.pdf

1、為滿(mǎn)足45T脈沖平頂波磁體的供電需求,華中科技大學(xué)脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)中心計(jì)劃建設(shè)以蓄電池為儲(chǔ)能元件的脈沖電源裝置。為實(shí)現(xiàn)蓄電池組的成功放電和可靠運(yùn)行,需要一種動(dòng)作迅速、可靠性高、壽命長(zhǎng)的大功率直流開(kāi)關(guān),經(jīng)過(guò)調(diào)研,決定采用由大功率晶閘管為開(kāi)關(guān)器件的方案。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)要求,完成了一組35kA直流晶閘管開(kāi)關(guān)的研制工作,主要內(nèi)容如下:
　　提出了一種采用強(qiáng)迫換流技術(shù)的直流晶閘管開(kāi)關(guān)主電路,介紹了直流晶閘管開(kāi)關(guān)的工作原理;采用合理簡(jiǎn)化對(duì)直流

2、晶閘管開(kāi)關(guān)的關(guān)斷過(guò)程進(jìn)行分析,推導(dǎo)出了開(kāi)關(guān)的可靠關(guān)斷條件。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了35kA直流晶閘管開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),并結(jié)合蓄電池脈沖電源要求,完成了開(kāi)關(guān)參數(shù)的優(yōu)化及元器件的選型。針對(duì)晶閘管并聯(lián)使用中的均流問(wèn)題,采取有效措施以保證主開(kāi)關(guān)晶閘管的同步均流。最后分析了晶閘管在實(shí)際工況下的故障狀態(tài)及相應(yīng)保護(hù)措施。
　　利用MATLAB/SIMULINK對(duì)35kA直流晶閘管開(kāi)關(guān)的工作過(guò)程進(jìn)行了仿真分析。分別建立了符合物理特性的開(kāi)關(guān)主電路模型、晶

3、閘管溫升模型和磁體負(fù)載模型。仿真分析了磁體和開(kāi)關(guān)的電流、電壓變化情況,重點(diǎn)研究了開(kāi)關(guān)的關(guān)斷過(guò)程,并對(duì)晶閘管和磁體的溫升進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,開(kāi)關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)合理,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于35kA直流的快速可靠的開(kāi)斷。
　　本文還對(duì)35kA直流晶閘管開(kāi)關(guān)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。目前實(shí)驗(yàn)室已完成一套開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的加工、安裝工作,并開(kāi)展了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。結(jié)果表明,開(kāi)關(guān)的開(kāi)通性能和關(guān)斷性能良好,滿(mǎn)足蓄電池脈沖電源的使用要求,并將應(yīng)用于45T脈沖平頂波磁體的