【摘要】：補償脈沖發(fā)電機是新型的脈沖功率電源,它的本質是同步發(fā)電機。它將慣性能量存儲、機械能電能間的轉換、脈沖形狀成形等多個環(huán)節(jié)集中于一體,是固體激光器的理想脈沖功率電源。本文將以脈沖氙燈為負載,設計一臺主動補償脈沖發(fā)電機。研究了決定主動補償脈沖發(fā)電機脈沖波形的參數;完成了主動補償脈沖發(fā)電機的參數設計過程;并驗證了其能夠用作脈沖氙燈電源的合理性。本文首先引入常見的補償形式的脈沖發(fā)電機,闡述了它們的工作原理和典型輸出脈沖波形的形狀�？紤]到本課題脈沖氙燈對脈沖功率電源的要求,采用主動補償脈沖發(fā)電機作為電源。其次,建立了在相坐標系下的主動補償脈沖發(fā)電機的數學模型。此外還研究了脈沖氙燈的負載特性。接著對決定主動補償脈沖發(fā)電機輸出電流形狀的參數進行分析,并總結了影響規(guī)律。然后,由主動補償脈沖發(fā)電機的特殊構造,結合常規(guī)隱極同步發(fā)電機的設計過程,對電機的幾何尺寸、槽型、槽數、繞組等參數進行設計。根據電磁場知識,對電機各繞組的自感和繞組間互感的表達式進行推導。再然后,利用有限元分析軟件Ansoft建立了樣機的仿真模型。對瞬態(tài)場下樣機的電磁性能進行分析,提出了能夠優(yōu)化氣隙磁密和空載感應電動勢的大齒轉子鐵心結構。接著又對優(yōu)化后的樣機進行靜態(tài)場的電感計算,與電磁理論推導出的電感數值做對比。最后,利用有限元分析和外電路聯合仿真的方式對系統的性能進行評估。
[Abstract]:Compensation pulse generator is a new type of pulse power supply, its essence is synchronous generator. It integrates inertial energy storage, mechanical energy conversion, pulse shape shaping and so on. It is an ideal pulse power supply for solid-state lasers. In this paper, an active compensation pulse generator is designed under the load of pulsed xenon lamp. The parameters determining the pulse waveform of the active compensation pulse generator are studied, the parameter design process of the active compensation pulse generator is completed, and the reasonableness of its being used as the pulse xenon lamp power source is verified. In this paper, the common compensation forms of pulse generators are introduced, and their working principle and the shape of typical output pulse waveforms are described. Considering the demand of the pulsed xenon lamp for the pulse power supply, the active compensation pulse generator is used as the power supply. Secondly, the mathematical model of active compensation pulse generator in phase coordinate system is established. The load characteristics of pulsed xenon lamp are also studied. Then the parameters determining the output current shape of active compensation pulse generator are analyzed and the influence law is summarized. Then, according to the special construction of the active compensation pulse generator and the design process of the conventional hidden pole synchronous generator, the geometric dimensions, groove shape, slot number, winding and other parameters of the motor are designed. According to the knowledge of electromagnetic field, the expressions of self-inductance and mutual inductance between windings of motor are deduced. Then, the simulation model of the prototype is established by using finite element analysis software Ansoft. Based on the analysis of the electromagnetic properties of the prototype in transient field, the iron core structure of the large tooth rotor is proposed, which can optimize the air-gap magnetic density and no-load induction electromotive force. Then the static field inductance of the optimized prototype is calculated and compared with the inductance derived from electromagnetic theory. Finally, the performance of the system is evaluated by finite element analysis and external circuit simulation.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM31

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本文編號：2335669