基于高溫超導(dǎo)脈沖變壓器的重復(fù)脈沖功率電源技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-17 06:19
隨著脈沖功率技術(shù)的逐步發(fā)展,高密度的能量存儲(chǔ)技術(shù)和大功率的快速釋放技術(shù)成為主要研究方向,并且輸出脈沖波形要求具有良好的重復(fù)性和可操作性。傳統(tǒng)儲(chǔ)能超導(dǎo)脈沖功率電源系統(tǒng)存在諸多不足,如脈沖峰值不穩(wěn)定且峰值低,能量利用率低,單一脈沖功率電源電路每次只能得到一個(gè)電流脈沖峰值,無(wú)法高效產(chǎn)生重復(fù)脈沖波形。針對(duì)這些問(wèn)題,本文提出一種基于高溫超導(dǎo)電感電容混合儲(chǔ)能型脈沖變壓器的重復(fù)脈沖功率電源電路結(jié)構(gòu),并進(jìn)行仿真分析。為方便對(duì)電路系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行靈活設(shè)置分析,提出一種基于拉氏變換的快速求解方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本文首先分析電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)和基于meat-grinder電路的混合儲(chǔ)能脈沖功率電源系統(tǒng)。對(duì)兩種電路系統(tǒng)的工作原理、仿真分析方面做了基礎(chǔ)性的研究,然后對(duì)電路結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能方式進(jìn)行分析比較,得到了一種新型高溫超導(dǎo)混合儲(chǔ)能型的重復(fù)脈沖功率電源電路系統(tǒng)。對(duì)新型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)進(jìn)行原理分析,并對(duì)重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)進(jìn)行電路仿真。驗(yàn)證了新型重復(fù)脈沖功率電源電路可以穩(wěn)定得到較大值的重復(fù)脈沖峰值,能量傳輸效率達(dá)到85%以上。由于脈沖電源系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)需手動(dòng)設(shè)置,參數(shù)改變時(shí)無(wú)法自動(dòng)給出相關(guān)波形和趨勢(shì)...
【文章來(lái)源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.2 課題的研究現(xiàn)狀
1.2.1 超導(dǎo)脈沖功率技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 重復(fù)脈沖功率電源研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)模式
2.1 重復(fù)脈沖功率電源儲(chǔ)能方式比較
2.1.1 機(jī)械儲(chǔ)能
2.1.2 電容儲(chǔ)能
2.1.3 電感儲(chǔ)能
2.2 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)原理分析
2.2.1 電源系統(tǒng)工作原理
2.2.2 電源系統(tǒng)充電時(shí)段
2.2.3 電源系統(tǒng)放電時(shí)段
2.3 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電路仿真分析
2.4 基于meat-grinder的電感電容混合儲(chǔ)能脈沖功率電路系統(tǒng)
2.4.1 電路充電時(shí)段
2.4.2 電容充電時(shí)段
2.4.3 電容放電時(shí)段
2.4.4 二極管續(xù)流階段
2.4.5 meat-grinder電路優(yōu)缺點(diǎn)
2.5 本章小結(jié)
第三章 超導(dǎo)電感電容混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)模式
3.1 電感電容混合儲(chǔ)能型脈沖電源系統(tǒng)
3.1.1 混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖電源原理分析
3.1.2 電感電容混合儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)
3.1.3 脈沖功率電源系統(tǒng)能量傳輸效率分析
3.2 混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)工作狀態(tài)
3.2.1 超導(dǎo)電感充電時(shí)段
3.2.2 放電第一時(shí)段
3.2.3 放電第二時(shí)段
3.3 超導(dǎo)電感電容混合儲(chǔ)能重復(fù)脈沖功率電源分析與仿真
3.3.1 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)的仿真
3.3.2 電氣參數(shù)變化對(duì)輸出性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)參數(shù)仿真分析
4.1 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)快速求解法
4.1.1 快速求解方法基本原理
4.1.2 基于拉氏變換和數(shù)值計(jì)算的快速求解法
4.2 快速求解法正確性驗(yàn)證
4.3 脈沖電源系統(tǒng)參數(shù)對(duì)輸出特性的影響
4.3.1 電容參數(shù)的影響
4.3.2 耦合系數(shù)的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 超導(dǎo)脈沖變壓器重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與調(diào)試
5.1 重復(fù)脈沖功率電源實(shí)驗(yàn)
5.1.1 電源系統(tǒng)電流波形
5.1.2 電源系統(tǒng)電壓波形
5.2 重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文的總結(jié)
6.2 對(duì)未來(lái)工作的展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開(kāi)發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電感儲(chǔ)能連續(xù)脈沖電源電路及參數(shù)分析[J]. 李海濤,張濤,安韻竹,張亞?wèn)|,胡元潮,王欽冰. 高電壓技術(shù). 2019(03)
[2]用于脈沖電源的高溫超導(dǎo)脈沖變壓器模型及其參數(shù)影響分析[J]. 鄭欣欣,張存山,李海濤,李震梅,王欽冰,張濤. 低溫與超導(dǎo). 2017(10)
[3]基于meat grinder with SECT電路的50kJ電感儲(chǔ)能型脈沖電源的研究[J]. 班瑞,于歆杰,劉旭堃,李臻. 電工電能新技術(shù). 2017(12)
[4]多級(jí)超導(dǎo)脈沖變壓器的協(xié)調(diào)放電模式分析[J]. 李海濤,張存山,李震梅,鄒國(guó)峰,高明亮,胡元潮. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]電磁軌道炮運(yùn)行階段系統(tǒng)發(fā)射效率和電樞出膛動(dòng)能研究[J]. 劉旭堃,于歆杰,劉秀成,常馨月. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]電容儲(chǔ)能型脈沖電源分時(shí)分段觸發(fā)策略自動(dòng)計(jì)算方法[J]. 劉旭堃,于歆杰,劉秀成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(11)
[7]基于超導(dǎo)脈沖變壓器的電磁發(fā)射脈沖電源技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李海濤,張存山,胡元潮,孫志偉. 山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[8]用于電磁發(fā)射的電感儲(chǔ)能型脈沖電源的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 馬山剛,于歆杰,李臻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(24)
[9]基于ICCOS的STRETCH meat grinder電路中逆流回路的探討[J]. 馬山剛,于歆杰,李臻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(20)
[10]電感儲(chǔ)能型脈沖電源系統(tǒng)的半解析參數(shù)分析[J]. 丁健民,于歆杰,李臻. 電工電能新技術(shù). 2015(07)
博士論文
[1]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能脈沖變壓器的脈沖電源模式研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李海濤.西南交通大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能脈沖變壓器的副邊延時(shí)型脈沖電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐清穎.西南交通大學(xué) 2018
[2]電感儲(chǔ)能型脈沖功率源中高耦合度儲(chǔ)能電感的研究[D]. 張超.南京理工大學(xué) 2017
[3]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能電感的脈沖放電系統(tǒng)的研究[D]. 王帥兵.北京理工大學(xué) 2016
[4]重復(fù)頻率脈沖功率電流源的研究[D]. 歐陽(yáng)慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]螺線管式超導(dǎo)常導(dǎo)混合脈沖變壓器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳銳.西南交通大學(xué) 2013
[6]重復(fù)頻率高功率脈沖電源的研究[D]. 白浩銀.華中科技大學(xué) 2011
[7]高溫超導(dǎo)空心脈沖變壓器的設(shè)計(jì)及其放電研究[D]. 陳天騰.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3191253
【文章來(lái)源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景和意義
1.2 課題的研究現(xiàn)狀
1.2.1 超導(dǎo)脈沖功率技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 重復(fù)脈沖功率電源研究現(xiàn)狀
1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)模式
2.1 重復(fù)脈沖功率電源儲(chǔ)能方式比較
2.1.1 機(jī)械儲(chǔ)能
2.1.2 電容儲(chǔ)能
2.1.3 電感儲(chǔ)能
2.2 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)原理分析
2.2.1 電源系統(tǒng)工作原理
2.2.2 電源系統(tǒng)充電時(shí)段
2.2.3 電源系統(tǒng)放電時(shí)段
2.3 超導(dǎo)電感儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電路仿真分析
2.4 基于meat-grinder的電感電容混合儲(chǔ)能脈沖功率電路系統(tǒng)
2.4.1 電路充電時(shí)段
2.4.2 電容充電時(shí)段
2.4.3 電容放電時(shí)段
2.4.4 二極管續(xù)流階段
2.4.5 meat-grinder電路優(yōu)缺點(diǎn)
2.5 本章小結(jié)
第三章 超導(dǎo)電感電容混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)模式
3.1 電感電容混合儲(chǔ)能型脈沖電源系統(tǒng)
3.1.1 混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖電源原理分析
3.1.2 電感電容混合儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)
3.1.3 脈沖功率電源系統(tǒng)能量傳輸效率分析
3.2 混合儲(chǔ)能型重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)工作狀態(tài)
3.2.1 超導(dǎo)電感充電時(shí)段
3.2.2 放電第一時(shí)段
3.2.3 放電第二時(shí)段
3.3 超導(dǎo)電感電容混合儲(chǔ)能重復(fù)脈沖功率電源分析與仿真
3.3.1 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)的仿真
3.3.2 電氣參數(shù)變化對(duì)輸出性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第四章 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)參數(shù)仿真分析
4.1 重復(fù)脈沖功率電源系統(tǒng)快速求解法
4.1.1 快速求解方法基本原理
4.1.2 基于拉氏變換和數(shù)值計(jì)算的快速求解法
4.2 快速求解法正確性驗(yàn)證
4.3 脈沖電源系統(tǒng)參數(shù)對(duì)輸出特性的影響
4.3.1 電容參數(shù)的影響
4.3.2 耦合系數(shù)的影響
4.4 本章小結(jié)
第五章 超導(dǎo)脈沖變壓器重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與調(diào)試
5.1 重復(fù)脈沖功率電源實(shí)驗(yàn)
5.1.1 電源系統(tǒng)電流波形
5.1.2 電源系統(tǒng)電壓波形
5.2 重復(fù)脈沖電源系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 本文的總結(jié)
6.2 對(duì)未來(lái)工作的展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間公開(kāi)發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電感儲(chǔ)能連續(xù)脈沖電源電路及參數(shù)分析[J]. 李海濤,張濤,安韻竹,張亞?wèn)|,胡元潮,王欽冰. 高電壓技術(shù). 2019(03)
[2]用于脈沖電源的高溫超導(dǎo)脈沖變壓器模型及其參數(shù)影響分析[J]. 鄭欣欣,張存山,李海濤,李震梅,王欽冰,張濤. 低溫與超導(dǎo). 2017(10)
[3]基于meat grinder with SECT電路的50kJ電感儲(chǔ)能型脈沖電源的研究[J]. 班瑞,于歆杰,劉旭堃,李臻. 電工電能新技術(shù). 2017(12)
[4]多級(jí)超導(dǎo)脈沖變壓器的協(xié)調(diào)放電模式分析[J]. 李海濤,張存山,李震梅,鄒國(guó)峰,高明亮,胡元潮. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]電磁軌道炮運(yùn)行階段系統(tǒng)發(fā)射效率和電樞出膛動(dòng)能研究[J]. 劉旭堃,于歆杰,劉秀成,常馨月. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]電容儲(chǔ)能型脈沖電源分時(shí)分段觸發(fā)策略自動(dòng)計(jì)算方法[J]. 劉旭堃,于歆杰,劉秀成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(11)
[7]基于超導(dǎo)脈沖變壓器的電磁發(fā)射脈沖電源技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李海濤,張存山,胡元潮,孫志偉. 山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(05)
[8]用于電磁發(fā)射的電感儲(chǔ)能型脈沖電源的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 馬山剛,于歆杰,李臻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(24)
[9]基于ICCOS的STRETCH meat grinder電路中逆流回路的探討[J]. 馬山剛,于歆杰,李臻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(20)
[10]電感儲(chǔ)能型脈沖電源系統(tǒng)的半解析參數(shù)分析[J]. 丁健民,于歆杰,李臻. 電工電能新技術(shù). 2015(07)
博士論文
[1]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能脈沖變壓器的脈沖電源模式研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李海濤.西南交通大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能脈沖變壓器的副邊延時(shí)型脈沖電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐清穎.西南交通大學(xué) 2018
[2]電感儲(chǔ)能型脈沖功率源中高耦合度儲(chǔ)能電感的研究[D]. 張超.南京理工大學(xué) 2017
[3]基于超導(dǎo)儲(chǔ)能電感的脈沖放電系統(tǒng)的研究[D]. 王帥兵.北京理工大學(xué) 2016
[4]重復(fù)頻率脈沖功率電流源的研究[D]. 歐陽(yáng)慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]螺線管式超導(dǎo)常導(dǎo)混合脈沖變壓器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳銳.西南交通大學(xué) 2013
[6]重復(fù)頻率高功率脈沖電源的研究[D]. 白浩銀.華中科技大學(xué) 2011
[7]高溫超導(dǎo)空心脈沖變壓器的設(shè)計(jì)及其放電研究[D]. 陳天騰.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3191253
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