水下電火花聲源裝置中充放電回路系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、高壓強流脈沖放電技術(shù)就其實質(zhì)而言,就是能量的壓縮.通過電容或者電感儲能的方式,在極短的時間內(nèi)使能量經(jīng)過放電回路在脈沖功率負載上釋放,從而產(chǎn)生脈沖功率,這個脈沖功率一般大于106W.當高壓強流脈沖放電在水下發(fā)生時,會在水中產(chǎn)生強烈的爆炸效應,由此形成的極強的沖擊壓力波向外傳播時就形成聲脈沖.這就是水下放電產(chǎn)生聲波的基本過程.為了對隱形潛艇之類特殊的水下目標進行探測,需要有聲波頻率在(1-4)KHz、壓力脈沖峰值(距聲源1m處)大于1MPa

2、的水下聲源,經(jīng)過廣泛的調(diào)研和深入的研究,這種聲源可利用水下強流脈沖放電來產(chǎn)生.該論文涉及的就是這種水下電火花聲源裝置的研制工作.研制水下電火花聲源裝置,最重要的兩大部分就是進行充電回路系統(tǒng)和主放電回路系統(tǒng)的設(shè)計.一般的充電回路采用的充電方式有兩種:恒壓充電和恒流充電.相比較而言,恒流充電具有較高的充電效率,所以在高壓強流脈沖放電技術(shù)當中一般都采用恒流充電方式.由于本裝置要求在2~4秒內(nèi)充放電一次,這就要求充電效率非常高,所以充電回路系統(tǒng)

3、采用的是三相L-C諧振恒流充電,諧振回路的輸出通過升壓變壓器、硅整流裝置給電容器組實現(xiàn)快速充電.充電回路當中主要部件參數(shù)的選取也是回路設(shè)計當中非常重要的部分,通過進行回路數(shù)值分析,結(jié)合整體裝置的參數(shù)要求,選取了充電回路部件.主放電回路當中,由于要求放電電壓最高可達45KV,水下聲源脈沖壓力峰值大于1MPa,依此參數(shù)要求,主放電回路的設(shè)計方案是采用兩組電容器組,并聯(lián)兩組火花放電開關(guān),通過兩組傳輸電纜連至水下放電間隙進行放電.主放電回路對回

4、路電感有很高的要求,所以在回路主要部件的參數(shù)選取及結(jié)構(gòu)設(shè)計當中考慮了這一因素;同時,基于回路部件之間的電氣連接、部件的保護等方面的考慮,針對不同回路部件的設(shè)計均提出了相應的解決方案.依據(jù)設(shè)計方案進行的試驗室試驗以及前期海上實地測試均表明了該設(shè)計方案的可行性,參數(shù)選取的合理性以及電氣連接結(jié)構(gòu)的正確性,基本實現(xiàn)了整體裝置的性能參數(shù)要求,不過在一些細節(jié)部分如測控部分、整體裝置保護等方面還需要進一步的調(diào)整和完善.利用高壓強流脈沖水下放電技術(shù)產(chǎn)生