大功率电弧加热器电源特性研究

电弧加热器是一种能够产生高温的热源设备,通过它可将空气加热到5000～10000摄氏度,用以模拟航空、航天器在穿越地球大气层过程中所承受的高温、高压外部环境,在航空、航天事业中起着重要作用。本文通过对两种电弧加热器电源-饱和电抗器和晶闸管调压整流电源特性的比较和研究,认为晶闸管调压整流电源在电弧稳定性,控制精度和响应速度等方面具有更大的优势,实验结果表明晶闸管调压整流电源特性优越,能够很好的满足电弧加热器对电源特性的要求。     

SIMADYN D控制器在大功率电弧加热器中的应用研究

采用晶闸管调压的直流电源较饱和电抗器调压的电源具有较快动态响应速度,而且可通过电流闭环控制,获得较高的控制精度.对SIMADYN D控制器的应用进行深入研究,将其用于对大功率电弧加热器电源的控制,实现了稳压、稳流和顺序控制等功能.试验结果表明该控制器性能优越、工作可靠,可以满足电弧加热器的控制要求.     

基于神经元网络的大功率等离子体电弧加热器建模

针对等离子体电弧加热器的电气特性进行研究,建立了一种基于电弧电流、电弧电压和气流量的等离子体电弧神经网络模型。该模型主要考虑了电弧电流以及气流量对电弧电压的作用。利用MATLAB软件的Simulink模块建立大功率等离子体电弧模型,并与搭建的大功率晶闸管整流电源电路进行联合仿真。仿真得到的数据与实验数据进行对比分析,仿真结果表明:该模型可以准确模拟等离子体电弧的伏安特性,能够为后续等离子体电弧电源系统控制系统的参数优化,改善动态特性,实现电弧加热器实验系统参数匹配优化等,提供重要支撑。     

电子轰击炉相控电源的研制

采用锁相技术解决了晶闸管交流调压带变压器负载易偏磁问题。研制出一套晶闸管交流调压、高压硅整流电源，取代了旧式变压器调压、真空闸流管整流电源，从而提高了系统运行的效率和可靠性。     

大功率电弧加热器电源的设计研究

研究了63 MW大功率电弧加热器交直流电源的主电路设计和控制策略.提出了一种相移叠桥组合晶闸管整流主电路结构,使该电源在输出直流电压1～21 kV的不同工况下,其输入端功率因数不小于0.9,且高功率时THD<5%.根据主电路相移叠桥结构的特点.提出了一种非线性反馈控制器与前馈控制器相结合的复合稳流控制策略,稳流精度能够达到0.1%.实验结果表明,相移叠桥组合晶闸管主电路结构达到了电源电能质量设计指标;采用复合稳流控制策略后,稳流精度不仅能够达到设计指标,而且省去主电路中的稳流电阻,从而减小了电源系统1.8 MW的电阻热耗.     

互斥晶闸管组通断控制方法在OLTC中的应用

提出了一种有载调压过程中互斥晶闸管组的通断控制方法。采用电流在过零点的瞬间来控制互斥晶闸管组的通断以实现有载调压过程限制调压绕组过电流。通过理论分析及对实验波形的分析,证实了该方法实现快速、无电弧、无冲击、平滑地调压的可行性。该方法还可以用于感性负载的电源的切换以及备用电源自投入。     

大功率电弧加热器电源的设计研究

研究了63MW等级的大功率电弧加热器交直流电源的主电路设计和控制策略。提出了一种相移叠桥组合晶闸管整流主电路结构,使得该电源输出直流电压从1kV到21kV的不同工况时,其输入端的功率因数不小于0.9,且高功率时THD小于5%。根据主电路相移叠桥结构的特点,提出了一种非线性反馈控制器和前馈控制器相结合的复合稳流控制策略,稳流精度能够达到0.1%。实验结果表明,相移叠桥组合晶闸管主电路结构达到了电源电能质量设计指标;采用复合稳流控制策略后,稳流精度不仅能够达到设计指标,而且可以去掉主电路中的稳流电阻,从而减小了电源系统1.8MW的电阻热耗。     

有载调压中互斥晶闸管开关组的通断控制

为提高调压速度,提出了有载调压过程中互斥晶闸管开关组的通断控制方法,它采用电流在过零点的瞬间来控制互斥晶闸管开关组的通断以限制有载调压过程中调压绕组过电压。理论分析及仿真验证了该法快速、无电弧、无冲击、平滑调压的可行性。该法还可用于切换感性负载的电源及投入备用电源。     

电弧应用的研究及其发展动态

随着科学技术和工业的发展,电弧的应用日益广泛,现简单介绍如下: 1.汞弧整流器电弧应用于大电流的整流。2.电弧加热器用电弧的高温来加热气体,一般在一个大气压以上,温度可达几千度。电弧加热器应用于化学工程、航空工程,其功率已经达到几十兆瓦。3.电弧等离子体气炬(等离子体喷流)广泛     

一种六相电源的选相整流技术及纹波分析

提出了一种适用于多相电源(特指相数大于3)的选相整流技术,通过对低成本晶闸管整流桥的选择性导通和关断,使多相电源整流输出的直流电压发生改变。以六相移30°电源为例,给出了由十二个晶闸管组成的六相整流桥拓扑结构,在六相移30°电源输出电压恒定不变时,通过对晶闸管进行选相整流,可以输出三种不同的直流电压等级,并通过仿真验证了选相整流技术能够实现多相电源整流后直流侧多电压等级的输出。为了使整流之后含有一定纹波的直流侧电压波形更加平稳,进一步分析了直流侧稳压电容的选取对输出电压纹波的影响,并通过仿真找到了理想的稳压电容值。