收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

激光热核聚变能源系统研究

钟和清  
【摘要】:激光核聚变装置的研制是一项大科学工程,能源系统是其中最重要的组成部分之 一。随着能源系统容量的不断加大,对能源系统的可靠性、技术性能、功率密度、可维 护性、可监控性等要求也越来越高。目前国内已有的激光聚变装置的能源系统规模均较 小,且功能简单,集成度低,可维护性差。本文的研究内容正是基于大型能源系统高技 术性能指标要求而展开的。 本文分析了传统能源系统的优缺点,指出采用新型能源系统结构的必要性;并针对 能源系统的技术性能指标要求,对能源系统功能进行了分解。分析了新型放电电路结构 下引燃管自闪的原因,首次使用同轴结构改善了引燃管自闪现象,并分析了其工作原理; 给出了快速熔断器参数设计方法;设计了放电回路电气参数;兼顾电磁兼容要求,设计 了能源模块的总体结构布局。 分析指出高频串联谐振电容器充电电源(Capacitor Charging Power Supply-CCPS) 具有平均充电电流恒定、抗负载短路能力强等优点,适于在高电压下对电容器充电。采 用三电平串联谐振 CCPS 能改善充电电压精度,提出了几种驱动控制方案,并进行了分 析比较。 首次提出了一种新型双串联谐振 CCPS 及其控制方案,分析了各个控制方案下的电 气特性,指出各控制方案下均具有平均充电电流恒定和抗负载短路能力强的优点,谐振 电流与输出电压无关,因具有两个串联谐振支路,每个谐振支路可以单独工作且平均充 电电流仍然恒定,因此,即使在开关频率固定的情况下,通过选择谐振支路,仍能改变 充电电流;因两个谐振支路相互独立,每个谐振支路的工作电流可以根据需要任意确定, 且每次谐振只有半个谐振周期对输出电容充电,因而从本质上提高了充电电压精度;这 种新型电路结构及其控制方案,还具有电流谐波小,效率高的优点,同时降低了谐振电 流峰值,适于高精度大功率场合应用。 首次对串并联谐振 CCPS 进行了系统分析,指出在并联谐振电容和串联谐振电容比 值相同时,平均充电电流与输出短路时平均充电电流的比值随输出电压与输入电压的比 值的变化曲线相同,谐振期间电流的正半周时间或负半周时间与输出电压为零时谐振周 期的比值随输出电压与输入电压的比值变化曲线相同;充电电流随输出电压的升高而减 小,谐振电流周期随输出电压的升高而减小。提出了快速设计谐振参数的方法-图表法, 并且利用该方法能够对电源进行有效设计、分析和调试,克服了传统串并联谐振 CCPS 参数设计采用试凑法的不足。 高频高压场合下变压器分布电容和整流桥寄生电容对CCPS工作的影响是不容忽略 I WP=5 的,阐述了高频升压变压器的绕组结构与分布参数的关系,得出了高频升压变压器的等 效电路模型;分析了高压整流二极管的寄生电容,得出了高压整流桥在 CCPS 中的等效 电路;指出实际的串联谐振 CCPS 为串并联谐振式电容器充电电源,变压器和整流桥的 分布电容可采用串并联谐振电容器充电电源中零电流输出方式来获得;采用本文提出的 串并联谐振参数设计方法,进行了参数设计;提出了高频升压变压器参数通用设计方法, 明确了变压器参数设计时应考虑的因素,解决了复杂激磁电压波形的变压器参数设计问 题,实验证明了上述方法的有效性。 分析了能源系统电磁干扰的主要来源,提出了监控系统抗电磁干扰设计方法,包括 结构、硬件和软件;通信系统的可靠性直接关系到能源系统的整体可靠性,给出了改进 后的硬件通信电路;放电电流录波是监控系统的重要任务之一,Rogowski 电流互感器 具有精度高、线性度好、不饱和的优点,常被用作脉冲大电流测量,分析了 Rogowski 线圈的工作原理,给出了其制造工艺要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘庆雪,李敏远;串联谐振逆变器死区位置不同时的浪涌电压电流分析[J];现代电子技术;2005年09期
2 李敬;张虎;张丽华;;VFSR型变频串联谐振成套装置的现场应用[J];华北电力技术;2007年S1期
3 岳新怀;;RLC串联谐振实验的改进[J];陕西理工学院学报(自然科学版);1991年Z1期
4 何希才;LCL串联谐振变换器的分析与设计[J];福建电力与电工;1995年02期
5 支余庆;利用串联谐振耐压现场检出和处理GIS缺陷[J];高电压技术;2000年02期
6 瞿成明,王慧贞;串联谐振变换器中提高同步整流效率的研究[J];电力自动化设备;2002年10期
7 陈绍扬;浅析变频串联谐振耐压试验的应用[J];广东电力;2004年05期
8 陈雄宾;;谐振耐压试验中电晕对品质因数的影响[J];电力建设;2006年03期
9 高洪;齐虹;陈冲;;分布参数对静电除尘用高频高压电源的影响[J];电气应用;2007年03期
10 向欣;张政权;张朋朋;刘庆想;;谐振法消除高频变压器分布电容影响的研究[J];电力电子技术;2009年07期
11 程肖峰;冯辰虎;;神保串补不平衡保护误动分析[J];华北电力技术;2010年03期
12 蔺惠秋;王睿丁;王选朝;;一种内部电压形成机理分析与计算[J];丹东海工;2007年00期
13 王金刚;欧朝龙;陈福胜;万全;;基于调感式串联谐振的电压互感器现场校验方法[J];湖南电力;2011年04期
14 彭芳矩;1500kV工频串联谐振试验装置的过电压研究[J];高电压技术;1986年03期
15 袁占生,白瑞锋;一种荧光灯电子镇流器电路分析[J];内蒙古民族师院学报(自然科学汉文版);1999年02期
16 吴团结,刘淳;串联谐振型激光器用开关电源的研制[J];电子与自动化;2000年03期
17 瞿成明,王慧贞;有源箝位ZVS-PWM控制串联谐振变换器的研究[J];电工技术杂志;2002年12期
18 马小林;马皓;;推挽变换器在软开关与硬开关工作模式下的比较研究[J];电源技术应用;2003年08期
19 朱新宇;串联谐振的典型应用分析[J];电气应用;2005年10期
20 李文江;宋巍;;基于TMS320F2812 DSP的数字式频率跟踪[J];仪器仪表用户;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈绍魁;;智能化电器及系统的电磁兼容[A];第五届全国智能化电器及应用研讨会论文汇编[C];2001年
2 赵刚;;[A];第六届全国电磁兼容性学术会议2004EMC论文集[C];2004年
3 欧阳肃利;徐振国;;某工程电磁兼容性设计控制管理经验及成效[A];第六届全国电磁兼容性学术会议2004EMC论文集[C];2004年
4 李永明;俞集辉;;从电气工程类学生中培养电磁兼容人才的探讨[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
5 黄婉霞;管登高;陈家钊;涂铭旌;;镍基电磁波屏蔽涂料在EMC中的应用[A];中国物理学会第十一届静电、电磁防护与电磁兼容学术年会论文集[C];2003年
6 沈小宇;;电磁兼容学科综述[A];电气技术发展综述[C];2004年
7 潘振克;管瑞良;;智能型断路器的电磁兼容性能的研究[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十二届学术年会论文集[C];2005年
8 蒋全兴;吕仁清;;电磁兼容概念与基本知识[A];第五届全国智能化电器及应用研讨会论文汇编[C];2001年
9 张素敏;;数控交流随动系统电磁兼容工程设计研究[A];第六届全国电磁兼容性学术会议2004EMC论文集[C];2004年
10 冯鹏;李田;;电磁兼容技术在某型导弹指挥通信系统中的应用[A];中国物理学会第十一届静电、电磁防护与电磁兼容学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钟和清;激光热核聚变能源系统研究[D];华中科技大学;2004年
2 李勃;无人机电磁兼容专家系统软件平台中若干关键问题的研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 金华标;船用电子设备电磁兼容技术研究[D];武汉理工大学;2010年
4 程利军;微机继电保护装置电磁兼容研究[D];华北电力(北京)大学;2001年
5 张旭锋;传输线理论及电磁兼容计算的半解析方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 陈曦;基于小波分析理论的电磁兼容测试与诊断技术研究[D];河北工业大学;2001年
7 张金玲;高功率微波器件和电路的电磁兼容研究和设计[D];北京邮电大学;2009年
8 郑亚利;汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D];重庆大学;2011年
9 张重远;气体绝缘变电站开关操作产生的电磁干扰问题研究[D];华北电力大学(河北);2004年
10 戚栋;电弧离子镀的等离子体负载特性与脉冲偏压电源研究[D];大连理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨国栋;串联谐振感应加热电源的研究[D];西安理工大学;2010年
2 孙建军;调频式串联谐振交流高压试验装置的研制[D];大连理工大学;2002年
3 苏伟;一种基于LC串联谐振的高压直流电源的研究[D];燕山大学;2011年
4 张啸;空调控制器微机自动检测系统[D];中国海洋大学;2004年
5 高伟娜;高频逆变电源及其信号实时检测技术的研究[D];河北工业大学;2005年
6 李时杰;串联谐振逆变器在无接触电能传输技术中的研究与应用[D];河北工业大学;2003年
7 李网生;脉冲调制器新型充电电源的研究[D];南京理工大学;2005年
8 任旭;基于CPLD的全桥谐振式大功率脉冲激光电源的研究[D];长春理工大学;2004年
9 张华玉;车载SCR控制器电磁兼容性设计[D];武汉理工大学;2011年
10 家淑云;雷击变电站地网引起的电磁干扰对二次设备的影响及电磁兼容性问题[D];华北电力大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘天禄 李筱梅;倾力打造航天科研“国家队”[N];解放军报;2010年
2 黄绍平;迅速发展的交叉学科——电磁兼容技术[N];中国水利报;2003年
3 记者 刘伊婷;电磁兼容不合格仍是主要问题[N];中国质量报;2005年
4 邸允柱;TDK:电磁兼容领域做精做专[N];中国电子报;2006年
5 赵信;韩国发布LED照明产品的电磁兼容规定[N];消费日报;2009年
6 记者 沈莉;我将建国际一流电波暗室[N];中华工商时报;2006年
7 刘正午;广东医械所扩项电磁兼容[N];医药经济报;2008年
8 张国华;中国电磁兼容认证中心与天津技术机构签约[N];中国质量报;2005年
9 成都 丁伍;漫谈电子“烟雾”和电磁兼容(EMI)中的问题[N];电子报;2001年
10 本报记者 任燕军 张锋 本报特约通讯员 张文新 容平;挺进“第五维战场”[N];解放军报;2005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