强流电子束加速器重复频率脉冲电源研究

【摘要】： 本论文研制完成了一台为某强流电子束加速器配套使用的高功率重复频率脉冲电源。它主要由四部分组成：三相整流直流电源，谐振充电及电压反向单元，继电器控制单元，计算机控制单元。装置的主要参数为：平均功率45KW，最高输出电压400V，最大输出电流50KA，重复频率1～100Hz连续可调，预充电时间35秒。设计的直流电源用最简单的无源滤波电路，滤波电容的容量为264mF。对脉冲电容器采用LRC谐振充电原理，脉冲电容的容量选为14mF。谐振充电电感采用4个30μF的空气心电感并联组成。脉冲电源的充电、泄放电和快速充电等单元的控制采用抗干扰能力很强的继电器—接触器控制单元来完成。运行频率的设定以及快速晶闸管触发脉冲的产生由计算机控制单元完成。采用多晶闸管并联的方法满足放电电流的要求。设计三级脉冲变压器来隔离和放大计算机产生的触发脉冲，得到强触发信号满足了多个快速晶闸管并联触发的功率要求以及系统的抗反击电压的要求。选取R=54Ω，C=0.22μF的阻容缓冲吸收电路有效降低了快速晶闸管关断感性负载产生的过电压。为满足脉冲电源重复频率运行时直流电源的稳压性问题，设计了晶闸管快速充电自停自补单元，同时也提高了整个电源系统的效率。重复频率脉冲电源在100Hz的重复频率下能够稳定运行，完全实现了与加速器整机的配套。本重复频率脉冲电源的结构新颖、功率大、抗干扰和反击电压的性能优越。本重复频率脉冲电源是为某加速器整机配套而研制的，但也可发掘其在其他脉冲放电领域如环保领域中中的应用。