收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

小型化脉冲电感的研究

苏成  
【摘要】:电感在脉冲功率技术中有广泛的应用。电感的作用包括限制电流峰值和电流上升率,以及多电源模块时序放电时使各电源之间不相互影响。根据在脉冲功率装置中的不同作用,可分为调波电感和储能电感两类。在以晶闸管为主开关的脉冲功率电源中,调波电感不可或缺。合适值的电感有利于脉冲电源的整体设计和提高系统的输出效率。 小型化是脉冲功率电源的重要研究方向之一,而电源小型化的基本方法是各关键器件的小型化。本文针对小型化的脉冲电感进行研究,研究了三种结构形式的电感,分别为螺线管式、平面螺旋式、多层螺线管式。以10μH/1mΩ为目标参数,设计了螺线管式电感。基于Ansoft Maxwell软件,建立了电感仿真模型,并对电感的磁场分布进行了仿真。为克服电磁力对电感端部破坏作用,改进了电感的结构与安装方式。改进后的电感样品可稳定通流100kA。为了减小电感的体积,仍以10μH为目标参数,设计了平面螺旋式电感,此电感体积较螺线管式电感小46%。在Ansoft Maxwell中建立了物理模型并进行了磁场分布计算,结果表明:平面螺旋式电感漏磁较大,通流为100kA时其最大磁感应强度为16.5T,端部4cm处最大磁感应强度为4.6T,比螺线管式电感大143%。以Orcad/Pspice为电路仿真平台,建立了电感线圈匝间电压分布的计算模型。对测试电路仿真分析,匝间电压仿真值与实测值吻合度较好,说明此种方法可为工程设计提供可靠依据。平面螺旋式电感样品未能通过100kA的通流测试,本文通过解剖电感样品,对故障原因进行了分析,并提出了改进意见。将电感体积进一步小型化的另一种设计思路为多层螺线管式电感。以电感值为1.5μH为目标值,设计了多层螺线管式电感,并进行了磁场仿真分析。最后,本文对三种结构的电感进行了对比分析,从通流能力、能量密度、体积、漏磁等方面对比了各种电感的优缺点。 本文工作为脉冲功率电源装置中调波电感的小型化设计提供了多种有益的思路,促进了紧凑型、高通流能力、高可靠性调波电感的性能提升。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;第3代直喷汽油发动机大获青睐,有望全面取代螺线管式[J];中国科技信息;2006年07期
2 李尚荣;张卫平;王可胜;;小型足球机器人击球子系统设计[J];机械与电子;2011年04期
3 刘玉萍;廉自生;;本质安全型电磁铁的特性仿真[J];煤矿机械;2011年05期
4 秦实宏,刘克富,李劲,潘垣;脉冲电容器组电容器保护的对策分析[J];高电压技术;2001年01期
5 万国庆,樊景云,王于波,万静,何云斌;钢铁件缺陷的电磁无损检测[J];哈尔滨理工大学学报;1995年05期
6 崔东明,董建年,黄新华;一种用于高功率脉冲电源的闭合开关[J];南京理工大学学报;1997年04期
7 ;高压重复频率脉冲功率电源[J];爆炸与冲击;2007年04期
8 王林章,许金华;几种异型电磁感应加热器[J];石油工程建设;2000年01期
9 刘克富;王少荣;钟和清;徐燕;潘垣;;脉冲强磁场高功率脉冲电源系统研制[J];核技术;2008年11期
10 陈冬群,曹胜光,刘永贵,张建德,钟辉煌;圆柱型螺线管爆磁压缩发生器实验研究[J];电工电能新技术;2002年03期
11 胡连柱;孟凡文;;差变的零点残压误差及其补偿技术[J];电工技术;2003年04期
12 吕庆敖;高敏;雷彬;杨秋学;赵科义;;活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机的原理实验[J];中国电机工程学报;2006年21期
13 姜文理;刘钟阳;许东卫;;液电效应催化臭氧氧化处理染料废水的研究[J];高电压技术;2007年02期
14 范长增;王文魁;;发展中的电磁轨道炮[J];燕山大学学报;2007年05期
15 曹荣刚;邹军;袁建生;;脉冲功率电源辐射电磁场测量与分析[J];强激光与粒子束;2009年09期
16 梅敏琳,余开文;气门小端面高频淬火经验点滴[J];内燃机配件;1986年02期
17 黄绍平;;新一代武器的动力[J];现代兵器;1991年12期
18 林福昌,戴玲,姚宗干,陈乔夫,李劲,秦实宏,王少荣;激光聚变装置能源组件中电感作用的研究[J];高电压技术;2003年03期
19 王晓明;邹勇;孙兆冲;李艳红;;一种电容式调压脉冲功率电源设计和工作分析[J];高电压技术;2007年06期
20 吕庆敖;李治源;杨秋学;赵科义;池小平;;活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机技术及进展[J];高电压技术;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 叶才勇;于克训;潘垣;;补偿脉冲发电机发展状况及趋势[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
2 王笑非;赵玺;王大鹏;;基于F28335的脉冲电源充电研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郝瑞参;磁性液体微压差传感器的理论及实验研究[D];北京交通大学;2011年
2 娄振袖;储能式感应子发电机的理论与电磁设计研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏成;小型化脉冲电感的研究[D];华中科技大学;2013年
2 高兴华;基于遗传算法的在线螺线管磨粒传感器的设计与特性研究[D];燕山大学;2011年
3 姜文理;用于催化臭氧废水处理的脉冲功率电源的研制[D];大连理工大学;2006年
4 伍懿美;高频电磁水处理器的电磁场分析及实验研究[D];重庆大学;2012年
5 刘玹;润滑油金属颗粒物传感器技术研究[D];华南理工大学;2013年
6 邹勇;电容式调压脉冲功率电源的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 蒋学;放电等离子体与催化剂共同作用的放电特性研究[D];华中科技大学;2004年
8 王俞卫;蓄电池供电的脉冲功率电源系统研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 宁啸;在线润滑油液金属颗粒传感器技术研究[D];华南理工大学;2012年
10 薄鲁海;晶闸管在脉冲功率电源中的应用研究[D];华中科技大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 刘颖;海兰信船舶操舵控制系统获CCS认证[N];中国船舶报;2009年
2 聂晓华 林信江;华创电气公司不断开拓新市场[N];中国电力报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978