基于B点磁探针膛内电枢电弧长度与速度分布测量的计算机控制系统的研究

基于B点磁探针的测量原理，建立了电磁轨道炮膛内三维等离子体电枢电弧长度和电弧运动速度测量的数学模型，通过对该模型的分析给出了用于测量膛内电枢电弧长度和运动速度分布的相应推论。开发了用于测量膛内等离子体电枢电弧长度和速度的多通道计算机控制诊断系统，并进行了相应的试验研究。     

新型高压大功率器件IGCT的建模与仿真

集成门极换向晶闸管(IGCT)是新型电力半导体开关,具有耐压高、电流大、开关频率高、开关损耗低等优越性能,尤其适用于高压大功率电力电子装置.目前通用电路仿真软件中还没有专门的IGCT仿真模型,不能满足可靠的仿真性能的要求.基于电力电子器件的物理现象,建立IGCT模型的方法有:功能模型法、电学模型法、集总电荷模型法和物理模型法等.对上述几种建模方法分别进行了仿真研究后,对比分析各模型开关动作过程和器件内部物理现象,比较它们之间的优缺点,分析出各种模型的适用范围.     

基于IGBT开关的超导电感脉冲输出实验研究

为实现高温超导电感脉冲功率输出,在对多种断路开关特性比较的基础上,提出了基于IGBT开关的超导电感模块化脉冲输出方案。在该方案的基础上建成了一套基于IGBT开关的脉冲输出回路,利用实验室的高温超导磁体进行了一系列的试验,最终在负载上得到峰值约为40 A,上升沿约为200μs的单电感放电脉冲波形和多电感放电叠加的脉冲波形。试验结果表明,用IGBT作为断路开关控制磁体能量以实现脉冲功率输出的技术方案是可行的。     

减轻轨道炮炮膛烧蚀的研究

解决等离子体电枢轨道炮电极烧蚀的问题是使其走向实际应用的关键之一．文中提出了外加控制磁场减少轨道炮炮膛烧蚀的方法,并进行了相应的机理分析和试验研究．     

场击穿式TVS时延特性的测量与分析

触发真空开关(TVS)是脉冲功率技术中的重要控制元件,为满足对TVS时延及可靠性等提出的更高要求,研究了场击穿式TVS时延特性。时延分为触发时延和导通时延两部分,时延及其分散性主要受主间隙电压、触发能量和主电极极性配置等因素的影响。实验研究表明,极性配置对TVS时延特性有很大的影响,主间隙电压为正,TVS可靠性高且存在一个稳定工作区域,在这个稳定工作区内,主间隙电压对其触发时延影响不大,且触发能量增大能改善TVS时延特性。     

50MW补偿脉冲发电机的设计与优化

为深化补偿脉冲发电机有关机理、工艺和外围系统配合的研究,研制了一台额定转速为8000r/min的50MW全被动补偿脉冲发电机,并介绍了其中关键材料包括屏蔽筒和转轴等的选择。在理论计算和仿真分析的基础上设计了电机励磁回路以及电枢绕组,提出了一种新的电枢绕组端部屏蔽方法即采用内外两个铝环紧固绕组端部,在实现端部屏蔽的基础上还增加了端部强度,在比较了两种不同屏蔽措施的基础上提出了端部漏感的简化计算方式,并通过理论分析和仿真验证了端部屏蔽可以进一步减小电枢绕组的放电电感。最后通过分别计算补偿电机直线部分的电感和端部漏感,比较了不同设计参数下补偿电机内电感,对电枢绕组进行了优化设计,提高了补偿电机峰值功率密度。理论分析和仿真证明了所设计电机的参数及其运行可靠性可以达到设计要求。     

多功能柔性功率调节器的启动和并网研究

多功能柔性功率调节器（FPC）可视为不带机械负载且转动惯量很大的双馈电机,具有独立快速的有功、无功调节能力,在提高电力系统稳定性和改善电能质量等方面具有患好的应用前景。文中主要研究了FPC的启动和并网方法。根据FPC自身的特性,选用了转子串电阻启动和直接变频启动这2种启动方法,并进行了详细的理论和数字仿真分析。这2种方法都采用了直接并网方式,尤其是后者既无需控制策略的切换,也无需增加额外的辅助启动设备,因而最为理想,可为双馈电机所借鉴。     

脉冲变压器对超导电感脉冲输出能量的影响

为了实现超导磁储能脉冲电流输出,分析了用变压器升流技术实现超导磁储能脉冲功率输出方案(该方案通过控制开关及变压器升流以提高脉冲电流输出值)的可行性,着重讨论了变压器参数对能量输出效率的影响。分析结果表明调整变压器的参数能实现较高的能量输送率,增加变压器的耦合系数能减少并联保护电阻上的能量损耗;为获得较高的能量传输效率,应提高变压器原方电感与储能电感的比值KL。分析显示储能电感的模块化设计有利实现这一目标。     

采用高耦合度分裂电抗器的并联型断路器均流过程研究

为了研究基于高耦合度分裂电抗器(high coupled split reactor,HCSR)的并联型断路器的并联均流效果,推导了简单并联及基于HCSR的并联型断路器并联支路间不平衡电流的表达式,通过分析得出结论:HCSR单臂限流电感、双臂间耦合度、选用的断路器弧阻大小等因素是影响并联型断路器均流效果的主要因素。为验证上述结论,建立了HCSR、真空灭弧室、SF6灭弧室的电路仿真模型,开展了相关仿真分析,并采用合成回路进行了对应断路器并联开断实验。仿真、实验结果与理论分析结果相符合。基于上述研究结果,最终给出了针对不同类型并联断路器的HCSR单臂电感的选取原则,以用于指导新型并联断路器的设计。