基于MGM(1,N)模型的C型固体电枢初速研究

为了进一步研究电枢出口速度的变化特性,以小口径C型固体电枢电磁轨道炮为研究对象,通过建立多变量灰色预测模型,来实现对电枢初速的拟合和预测,并对连续发射状态下电枢速度的变化及发射系统的性能进行预测和分析.分析结果表明,电枢初速的变化为先波动后稳定增加最后衰减的趋势,应用MGM(1,N)模型对于电磁轨道炮发射系统性能的研究具有重要意义.     

变负载电阻脉冲成形网络放电的初步分析

负载特性对脉冲成形网络的放电过程有直接影响,进而影响整个系统的发射效率。因此,建立了一个变负载电阻的脉冲成形网络放电计算模型,用于讨论回路的响应特性。并采用快速Fourier变换(FFT)方法探究了回路电流和负载电阻之间的内在关系。结果表明,实验和模拟计算的回路电流和负载电阻在频谱上都集中在低频率段。负载电阻的变化主要对回路电流的FFT相位有明显的影响。相对峰值电流随着负载电阻频率的增加做阻尼振荡变化,而与负载电阻的幅值存在线性关系,对于负载电阻初始相位呈现出正弦变化。特别是在短脉冲放电(电感很小时)过程中,相对峰值电流与负载电阻的振幅和相位有相反的变化。负载电阻对峰值电流的影响大约有±2%。负载电阻的振幅对回路电流峰值的影响超过其相位和频率对回路电流峰值的影响。     

电容型高功率脉冲电源控制电路设计

论述了电容型高功率脉冲电源中控制电路的基本功能。指出控制电路设计选用固态继电器主要原因是其具有优良的抗震动性能。采用经验法设计了控制电路,并通过试用改进了控制电路。设计的控制电路满足了电热化学炮与高功率脉冲电源实用化一体集成需要。     

脉冲电源中高压硅堆保护的研究

阐述了导致高压硅堆损坏的原因,并对其导通前后的电路特征和过渡过程进行了分析.根据二阶系统特性,提出采用缓冲电阻的方法来抑制工作放电中出现的冲击电压和冲击电流,防止硅堆损坏.由于缓冲电阻增人了系统的阻尼比,因此有效地抑制了系统振荡,保护了硅堆.同时,仿真和实验验证了高压硅堆损坏原因分析的正确性.     

基于反向开关晶体管的脉冲电源在电磁发射中的应用

为了进行电磁轨道炮发射机理研究,研制了一套基于反向导通双晶复合晶体管（RSD）全固态开关的电容储能型脉冲功率电源。RSD开关采用可控等离子体换流技术,具有全面积均匀同步导通、开通损耗小、功率大、换流效率高、寿命长的特点。电源系统由16个64 kJ储能模块并联组成,采用一体化紧凑设计,内嵌充电、控制、保护与测量功能。系统额定电压18 kV、总储能1 MJ,可通过时序控制对放电波形进行调节,短路同步放电峰值可达960 kA. 系统在20 mm口径电磁轨道炮上进行了多次发射试验,结果表明脉冲电源系统可靠性高,一致性好,输出波形灵活可调,满足轨道炮超高速发射研究的需要。     

高功率脉冲电源中晶闸管应用的研究

对晶闸管在高功率脉冲电源中的应用进行了探讨;指出通态不重复浪涌电流、通态电流临界上升率是晶闸管选取的实际依据;给出了脉冲电流上升率的计算公式,确定了晶闸管通态电流临界上升率的最低取值。采用缓冲电路对晶闸管进行保护,通过理论分析得出了阻容匹配条件。仿真和实验表明该电路能有效抑制时序工作方式下出现的浪涌电压;将晶闸管作为主电路开关应用于一台由8个模块组成的高功率脉冲电源时,可取得良好的效果。     

变电站无功补偿装置分组自动投切的应用分析

介绍了县级供电企业的变电站无功补偿装置的投切现状,并阐述了变电站无功补偿装置采用分组投切方式的必要性;最后重点分析了变电站无功补偿装置实现分组自动投切时应注意的问题.     

基于FPGA的高功率脉冲电源控制系统设计

针对高功率脉冲电源对电热化学炮负载的特殊需求以及现有控制器的不足,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的Nios II嵌入式控制系统,从而有效调节脉冲电源的放电波形。采用自顶向下的模块化设计方法,通过VHDL语言设计了一种高性能控制器的IP核,并进行仿真验证。该控制系统能产生多路可调的脉冲触发信号,能较好地控制执行设备,其时序差可进行纳秒级调整,同时系统提升了可裁剪性、抗干扰能力和控制精度。仿真试验结果表明,系统工作可靠,精度得到提高,能够较好地满足系统在强电磁干扰下的运行要求。运用仪器仪表技术,简化了系统硬件组构,保证了系统控制的实时性,也为补偿脉冲发电机的测控提供了一种新方法。     

电热化学发射中的过电压现象与机理研究

针对电热化学发射实验所观察到的过电压现象,基于系统的电路结构、主要元件特性和电热化学炮负载特性,通过对比实验、等离子体发生器电阻测量、等效参数测量和理论分析等研究得出过电压的产生机理。研究表明:过电压现象仅在电热化学炮发射过程中出现,与电热化学炮膛内环境下发生器的特性直接相关;机理上过电压由发生器表面断弧引起。在脉冲放电临近结束时刻,膛内环境使发生器表面电弧被强制熄灭,负载发生了突变,导致系统内部出现过电压。负载突变后调波电感的剩余磁能急剧转换为系统各处杂散电容的电能,电路满足过电压谐振条件,发生电磁振荡。根据主要元件的特性简要分析过电压对绝缘配合的影响,总结过电压带来的危害,设计了过电压缓冲电路。缓冲电路包括阻容电路、缓冲电阻和缓冲电感三部分。实验表明,缓冲电路能有效抑制发射过程中由发生器表面断弧所引起的过电压。当前电热化学发射技术正向工程应用发展,研究结果可指导发射系统的绝缘小型化设计,有助于提高系统的可靠性。     

电磁发射用13MJ脉冲功率电源系统研究

随着电磁发射技术的发展,对脉冲功率电源特性的要求也越来越高,需要脉冲电流具有兆安级幅值、数毫秒脉宽、上升快速且有平顶波特点,为此研制了1套13 MJ、额定工作电压10 kV 的电容储能型脉冲电源。电源系统采用多模块并联结构,由13个储能1 MJ脉冲成形子系统组成,每个子系统包含20个50 kJ脉冲电源模块,单个模块短路放电电流最大可达65 kA;充电系统由基于串联谐振变换器的高压充电机组成;控制系统具有两级控制结构,使用同步编码信号对各电源模块进行时序放电控制;测量系统采用PXI系统,主从式网络结构,可满足分布式测量需求。系统在模拟负载上进行了性能测试,在电磁发射装置上进行了实验研究。实验结果表明,13 MJ脉冲功率电源系统输出电流波形灵活可调、可靠性高,可以满足电磁发射实验的需求。