谐振变压器型电子加速器总体设计
- 格式:doc
- 大小:122.50 KB
- 文档页数:4
LLC谐振变换器的设计一、本文概述本文旨在深入探讨LLC谐振变换器的设计原理、方法及其在实际应用中的优化策略。
LLC谐振变换器作为一种高效、稳定的电力电子转换设备,广泛应用于电力系统中,尤其在高压直流输电、分布式能源系统和电动车充电等领域具有显著优势。
本文将首先概述LLC谐振变换器的基本原理,包括其工作原理、主要特性以及与传统变换器的比较。
接下来,本文将详细介绍LLC谐振变换器的设计过程,包括关键参数的选取、电路拓扑的选择、控制策略的制定等。
在此基础上,文章将分析设计过程中可能遇到的问题,如谐振频率的选择、磁性元件的优化、热设计等,并提出相应的解决方案。
本文还将关注LLC谐振变换器的性能优化问题。
通过对变换器效率、动态响应、稳定性等关键性能指标的分析,探讨如何通过改进电路设计、优化控制策略、提升制造工艺等手段,实现LLC谐振变换器性能的提升。
本文将总结LLC谐振变换器的设计要点和实际应用中的挑战,为相关领域的研究人员和工程师提供参考和指导。
本文希望通过系统性的分析和深入的讨论,推动LLC谐振变换器技术的发展和应用范围的拓展。
二、LLC谐振变换器的基本原理LLC谐振变换器是一种结合了串联谐振和并联谐振特性的高效电力转换设备。
它的工作原理主要基于谐振现象,通过在特定的频率下激发电路中的电感和电容形成谐振,从而实现能量的高效传输和转换。
LLC谐振变换器主要由输入滤波电容、谐振电感、谐振电容、变压器以及整流滤波电路等部分组成。
在正常工作状态下,变换器通过控制开关管的开关状态,使谐振电感和谐振电容形成串联谐振,从而实现输入电压到输出电压的转换。
同时,由于谐振电容的存在,变换器在轻载或空载时,谐振电容与变压器漏感形成并联谐振,使得变换器具有软开关的特性,减小了开关损耗,提高了整体效率。
LLC谐振变换器的设计关键在于谐振频率的选择和控制。
谐振频率的确定需要考虑电路参数、开关管的特性以及输入和输出电压的需求。
通过合理的设计和优化,可以实现变换器在宽负载范围内的高效运行。
了解电力电子技术中的谐振变换器设计要点电力电子技术中的谐振变换器设计要点谐振变换器在电力电子技术中具有重要的作用,它能够实现高效能的能量转换和高频率的功率传输。
在设计谐振变换器时,需要考虑多个要点,以确保其性能和稳定性。
本文将深入探讨电力电子技术中谐振变换器设计的关键要点。
一、谐振变换器的基本原理谐振变换器是一种能够在变频器和逆变器中实现能量传输和转换的电力电子设备。
其基本原理是利用谐振电路中的电感和电容元件,通过谐振实现电压和电流的变换。
谐振变换器通过控制谐振频率和谐振电路元件的参数来达到理想的能量转换效果。
二、谐振变换器设计要点1. 谐振频率的选择谐振频率的选择是谐振变换器设计的重要要点之一。
谐振频率的选择应根据具体应用场景来确定,以使得谐振变换器能够适应电源和负载的工作频率。
谐振频率的选择过高或过低都会导致性能下降或系统不稳定。
2. 谐振电路的拓扑结构谐振变换器的拓扑结构多种多样,常见的包括谐振LLC变换器、半桥谐振变换器、全桥谐振变换器等。
在选择谐振电路的拓扑结构时,需考虑功率转换效率、系统复杂度和成本等因素,以找到最适合特定应用的设计。
3. 谐振元件的选取谐振变换器中的电感和电容元件是实现能量传输和变换的核心部件。
在选取谐振元件时,需要综合考虑电流、电压、频率和功率等参数,并根据实际需求选择合适的元件类型和规格。
4. 谐振电路的控制策略谐振变换器的控制策略对其性能和稳定性至关重要。
常见的控制策略包括频率调制控制、谐振电感电流控制和谐振电容电压控制等。
在设计控制策略时,需要综合考虑输出电压、负载变化、谐振频率范围等因素,并选择适合的控制方法。
5. 谐振变换器的保护和抑制谐振变换器在实际应用中可能会面临电流过载、电压过高、谐振频率偏移等问题。
因此,在设计谐振变换器时,需要考虑相关的保护和抑制措施,以确保系统的安全和可靠性。
三、谐振变换器设计的挑战与前景谐振变换器的设计面临着电路拓扑复杂、控制策略繁琐、谐振频率调节范围限制等挑战。
电子直线加速器的基本原理和结构设计电子直线加速器是一种重要的粒子加速器,它被广泛应用于基础科学研究、医学、工业和国家安全等领域。
本文将介绍电子直线加速器的基本原理和结构设计。
一、基本原理电子直线加速器的基本原理是利用电场和磁场的交替作用对带电粒子进行加速。
其加速的粒子通常是电子,通过一系列的加速管(cavity)将电子加速到高速,达到所需的能量。
在电子直线加速器中,电子首先由一个电子枪产生,并从阴极射出。
这些电子被注入到加速腔中,并通过高频电场的作用在加速腔中得到加速。
同时,加速腔中的磁场可以用来控制电子的运动轨迹,使其保持在直线路径上。
电子直线加速器中最常见的加速结构是腔体,使用腔体的加速器被称为电子腔加速器。
在腔体中,高频电场会通过耦合装置耦合到加速材料中,从而将能量传输给电子。
二、结构设计电子直线加速器的结构设计非常重要,决定了加速效果和实际应用的可行性。
下面将介绍电子直线加速器的结构设计中的几个关键要素。
1. 电子枪电子枪是产生和发射电子的关键部件。
它通常由阴极、阳极和加速电极组成。
阴极通常是热发射阴极或光电发射阴极,通过加热或光照射使其发射出电子。
阳极和加速电极则用于加速电子并控制电子的初始动量。
2. 加速腔加速腔是电子直线加速器中最重要的组件之一。
它由一系列的腔体组成,每个腔体都有一个高频电场。
这些腔体被分为一次加速腔、二次加速腔等,电子在经过每个腔体时都会被进一步加速。
腔体的形状和材料会影响电场的分布和传输效率,因此必须进行精确的设计和制造。
3. 磁铁系统磁铁系统是用来控制电子轨道的重要组成部分。
通过调节磁场的强度和方向,可以使电子保持在直线加速器中的预定轨道上。
常见的磁铁包括螺线管磁铁和四极磁铁。
螺线管磁铁产生均匀的磁场,而四极磁铁可以产生不同方向的磁场,用于纠正电子的偏移。
4. 真空系统电子直线加速器中需要维持高度真空的环境,以避免电子与气体分子发生碰撞损失能量或产生散射。
因此,真空系统是不可或缺的。
了解电力电子技术中的谐振变换器电路拓扑谐振变换器电路拓扑是电力电子技术中常见的一种电路结构,其通过谐振实现能量的高效转换和控制。
本文将就谐振变换器的基本原理、不同类型的谐振变换器及其特点进行介绍和分析。
第一部分:谐振变换器的基本原理谐振变换器是一种能量转换电路,其基本原理是在电路中引入谐振元件(如电感和电容),通过合理的谐振频率使能量在不同电路元件之间进行转移和控制。
谐振变换器的基本原理可以用以下几个关键要点来概括:1. 谐振频率:谐振变换器的谐振频率是实现能量高效转换的关键。
在设计谐振变换器时,需要合理选择电路元件的数值以确保电路能够在所需的频率范围内谐振。
2. 谐振元件:谐振元件是谐振变换器中的核心元件,通常包括电感和电容。
它们通过谐振的方式控制能量的转移和传递,从而实现高效的能量转换。
3. 控制方式:谐振变换器的控制方式可以分为开关控制和调制控制两种。
开关控制通过控制开关元件(如MOSFET)的开关状态来调节能量的转移和传输;调制控制则是通过改变谐振频率或者改变开关周期来实现能量的控制。
第二部分:谐振变换器的主要类型及其特点1. 单端拓扑谐振变换器单端拓扑谐振变换器常见的有LLC谐振变换器和LCC谐振变换器。
LLC谐振变换器是一种常用的谐振变换器,具有输出电流平滑、转换效率高等特点;LCC谐振变换器则适用于功率较大的应用场景,具有较高的功率密度和较小的开关失真等特点。
2. 双端拓扑谐振变换器双端拓扑谐振变换器在应用中也非常广泛,常见的有LLC谐振变换器、LLCC谐振变换器和LLCL谐振变换器。
LLC谐振变换器在电力电子领域被广泛使用,具有功率密度高、体积小、转换效率高等优点;LLCC谐振变换器在高压应用中具有优秀的性能;LLCL谐振变换器则适用于高频应用,具有较高的输出精度和转换效率。
3. 其他谐振变换器除了上述单端和双端谐振变换器外,还存在一些其他类型的谐振变换器,如ZVS谐振变换器和HZVS谐振变换器。
LLC方案变压器设计公式及程序LLC变压器设计是指基于LLC谐振型变压器拓扑结构的设计。
LLC谐振型变压器是一种常用于高电压转换应用中的变压器类型,具有高效能、低损耗和低杂散磁场等优点。
下面介绍LLC变压器设计的基本公式和设计程序。
1.基本公式:在LLC变压器设计中,以下公式是用于计算设计参数的基本公式:1.1电感器参数- 阻抗变比: M = sqrt(L_primary / L_secondary)- 漏感: L_leakage = L_primary * M^2 * (1-k)- 漏感比: k = sqrt(1 - L_leakage / L_primary)1.2电容器参数- 电容容值: C = sqrt(L_primary * L_secondary) / (omega *L_primary)- 谐振频率: f_resonant = 1 / (2 * pi * sqrt(L_primary * C))1.3并联电容器参数- 电容容值: C_parallel = C / (1 - R_f * R_d / (omega^2 *L_primary^2))- 谐振频率: f_parallel = f_resonant / sqrt(1 - R_f * R_d / (omega^2 * L_primary^2))1.4 额定电流:I_primary = P_out / (V_in_primary * (1 - V_out / V_in_secondary))- P_out为输出功率- V_in_primary为输入电压- V_out为输出电压注解:omega为角频率,用2 * pi * f_resonant表示;R_f和R_d为LLC谐振型变压器的谷值电阻;L_primary和L_secondary分别为一次侧和二次侧的电感器。
2.设计程序:LLC变压器的设计可以分为以下步骤:2.1确定输入电压范围和输出电压要求;2.2根据输出功率计算一次侧额定电流;2.3根据电容容值公式计算电容容值;2.4选择合适的电容器;2.5根据阻抗变比计算漏感比;2.6根据漏感比计算漏感;2.7选择合适的电感器;2.8根据谷值电阻计算谐振频率和并联电容器参数。
本科毕业设计(论文)( 2012 届)题目高频谐振放大电路学院专业电子信息工程班级 08电子信息工程(2)班学号 0830220031学生姓名指导教师完成日期 2012年2月台州学院毕业设计(论文)高频谐振放大电路High-frequency resonance amplifier 学生姓名:Student:指导老师:朱涛讲师Adviser: Lecturer Zhu Tao台州学院物理与电子工程学院School of Physics & Electronics EngineeringTaizhou UniversityTaizhou, Zhejiang, China2012年2月Feb 2012台州学院毕业设计(论文)摘要本设计主要由衰减器和三级由S9018等分立元件组成的LC谐振放大器组成。
衰减器采用PI型电阻网络构成,并通过实验验证调整到40dB的衰减量。
放大器的谐振频率为15MHz,偏差为20KHz、增益可达86dB,此时矩形系数为6.2。
放大器-3dB带宽为700KHz,输入电阻等于50欧姆。
实验验证了当输入信号为5mv,,此时输出电压为0.5v,放大100倍,频率为15MHz,波形无明显失真。
关键词衰减器;LC谐振放大器;三极管s9018台州学院毕业设计(论文)AbstractThis design is mainly by the attenuator and the three level by S9018 and other discrete components LC resonant amplifier. Attenuator using PI type resistor network, and through experimental verification of adjustment to the 40dB attenuation. The resonant frequency of the amplifier for 15MHz, bias of 20KHz, gain of up to 86dB, the rectangle coefficient is 6.2. Amplifier - 3dB bandwidth of 700KHz, input resistance equal to 50 ohms. Experimental validation of a when the input signal is 5mv,, the output voltage of 0.5V, a magnification of 100 times, the frequency is 15MHz, waveform without significant distortionKey wordsAttenuator; LC resonant amplifier; Three transistor s9018台州学院毕业设计(论文)目录1. 引言 (1)2. 系统方案 (2)3.系统理论分析与计算 (3)3.1. Pi型衰减器 (3)3.2.放大电路 (4)3.3.高频小信号调谐放大器的原理分析 (7)3.3.1小信号调谐放大器主要特点 (7)3.3.2谐振频率 (8)3.3.3 晶体管高频小信号等效电路等分析方法 (9)3.3.4电容抽头部分接入电路 (9)3.3.5单级调谐回路谐振放大器电路原理 (10)3.4多级放大器的设计原则 (10)4.电路设计 .......................................................................................................................114.1系统总体框图设计 (11)4.2 衰减器电路原理图设计 (11)4.3 LC谐振放大器电路原理图 (12)4.4电源 (12)5系统测试 ..........................................................................................................................135.1 测试条件与仪器 (13)5.2 测试结果及分析 (14)5.3 数据误差分析及改进 (15)参考文献 .............................................................................................................................16谢辞 .................................................................................................................................17台州学院毕业设计(论文)1. 引言20世纪末,电子通讯获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。
llc谐振电路的谐振变压器LLC谐振电路是一种在电源和负载之间提供电能转换的电路。
它由谐振变压器、电容器和电感器组成,能够实现高效的功率传输和电压变换。
本文将详细介绍LLC谐振电路中的谐振变压器。
谐振变压器是LLC谐振电路中的关键组件之一。
它由两个或更多的线圈组成,通过磁耦合来实现电能的传输和变换。
谐振变压器的主要作用是将输入电压变换为所需的输出电压,并将电能传递给负载。
LLC谐振电路中的谐振变压器通常采用铁芯或空芯结构。
铁芯谐振变压器由铁芯和线圈组成,铁芯可增强磁耦合效果,提高传输效率。
空芯谐振变压器则没有铁芯,线圈通过空气耦合来实现电能传输,虽然传输效率较低,但由于没有磁芯的饱和和磁损耗,能够实现更高的功率密度。
谐振变压器的参数设计对LLC谐振电路的性能至关重要。
其中,变压器的变比决定了输入输出电压的变换比例,可以根据具体需求选择合适的变比。
变压器的自感和互感决定了电路的谐振频率和频宽,可以通过调整线圈的匝数和结构来实现。
此外,变压器的耐压能力和损耗也需要考虑,以确保电路的安全可靠运行。
在LLC谐振电路中,谐振变压器起到了隔离输入和输出的作用,同时也是谐振回路的重要组成部分。
LLC谐振电路通过调节谐振变压器的谐振频率,使得电路在谐振状态下工作,从而实现高效的能量转换。
谐振变压器的设计和调整对电路的谐振特性和效率有着重要影响。
为了提高LLC谐振电路的效率和稳定性,谐振变压器的设计需要考虑以下几个方面。
首先,要选择合适的谐振频率,使得电路在谐振状态下工作,以提高功率转换效率。
其次,要考虑谐振变压器的损耗,尽量减小电能的损耗和热量的产生,提高电路的效率。
此外,谐振变压器的绝缘和耐压能力也需要满足电路的安全要求。
在实际应用中,LLC谐振电路的谐振变压器可以用于各种类型的电源和负载之间的电能转换。
例如,可以用于电力电子设备中的直流-直流变换器,将高压直流电源转换为低压直流电源,供给各种电子设备。
同时,LLC谐振电路也可以用于逆变器中,将直流电源转换为交流电源,供给交流电器设备。
LLC谐振转换器的设计要素
谐振转换器是一种常用的DC-DC转换器,其设计要素包括输入输出电压、输出功率、拓扑结构选择、谐振参数的确定以及控制策略等。
首先,设计谐振转换器需要确定输入输出电压。
输入电压通常是直流
电压,取决于所应用的系统的电源电压。
输出电压是根据所需的负载电压
来确定的,需注意满足输出负载需求并考虑转换器的效率。
其次,设计过程中需要确定输出功率。
输出功率取决于负载需求以及
电路所在应用领域的特定要求。
通过计算输出功率,可以更好地确定所需
的元件的尺寸和转换器的设计指标。
第三,拓扑结构的选择也是谐振转换器设计中的重要要素。
常见的谐
振转换器拓扑包括谐振LLC拓扑、谐振LLC谐振振荡器、弦肩桥拓扑等。
不同的拓扑结构具有不同的优缺点,需根据实际情况选择适合的拓扑结构。
第四,谐振参数的确定也是设计谐振转换器时需要考虑的要素之一、
谐振参数包括谐振电感、谐振电容及其相关的并联电阻等。
合理的谐振参
数能够提高转换器的效率以及稳定性。
最后,设计谐振转换器还需要考虑控制策略。
常见的控制策略包括谐
振振荡频率的控制、谐振电容的自适应调节等。
合理的控制策略能够提高
转换器的稳定性和效率,同时满足负载需求。
需要注意的是,在设计谐振转换器时还需考虑一些关键问题,如功率
损耗、元件的选择和优化以及转换器的保护措施等。
总结起来,谐振转换器的设计要素包括输入输出电压、输出功率、拓扑结构选择、谐振参数的确定以及控制策略等。
合理的设计能够提高转换器的效率和稳定性,同时满足特定的应用要求。
高频LLC谐振变压器设计要素及注意事项LLC谐振变压器是一种高效的电力转换器,常用于直流至交流的功率逆变器和电源管理应用中。
下面将介绍LLC谐振变压器的设计要素及注意事项。
一、设计要素:1.谐振电感(Lr)的选择:LLC谐振变压器的谐振电感决定了系统的谐振频率,它应根据输入电压和输出电流来选择。
一般情况下,谐振电感的值较大,可以减小开关器件的损耗和滤波电容的大小。
2.能量存储元件(C1,C2)的选择:LLC谐振变压器中的能量存储元件一般包括电容和电感两个部分。
电容的选择应根据输入电压和输出电流来确定,以保证系统在谐振频率下的能量传递效率;而电感的选择则需要根据电感器件的参数和工作环境来确定,以保证电感工作在正常范围内。
3.谐振电容(Cr)的选择:谐振电容是用来实现LC谐振的,其参数与输入电压、输出功率和谐振频率有关。
选择合适的谐振电容可以提高系统的转换效率和输出质量。
4.开关器件的选择:LLC谐振变压器中的开关器件主要包括开关管和开关二极管。
开关管应选择具有低导通压降、低开关损耗和高导通电流的器件;而开关二极管则应选择具有低反向恢复电流、短恢复时间和高效率的器件。
5.保护电路的设计:在LLC谐振变压器的设计中,应考虑系统的过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等功能。
这些保护电路可以保证变压器在异常情况下能够安全工作,提高系统的可靠性和稳定性。
二、注意事项:1.避免谐振频率与其他系统频率相互干扰:LLC谐振变压器的工作频率应选择与其他系统频率相差较大的数值,避免相互干扰。
同时,在设计中应注意各个电路元件之间的电磁兼容性和电热效应,以避免噪声和热量对系统的影响。
2.充分考虑系统的稳定性:在LLC谐振变压器的设计中,应充分考虑系统的稳定性,尤其是在高转换率和大负载情况下。
设计时,需结合各个电路元件的参数和工作环境,采取合适的控制方法和补偿措施,以确保系统的稳定性和可靠性。
3.选择合适的电路拓扑结构:在LLC谐振变压器的设计中,根据具体的工作要求和设计目标,选择合适的电路拓扑结构,如全桥、反激、半桥等,以满足不同的功率转换需求。
LLC谐振变换器的设计要素一个完整的LLC谐振变换器的设计涉及到多个要素,下面将详细介绍主要的设计要素。
1.变换器拓扑选择:LLC谐振变换器的最常见拓扑结构有LLC半桥拓扑、LLC全桥拓扑、LLC两段拓扑等。
选择合适的拓扑结构是设计的第一步,需要综合考虑功率需求、效率、成本和可靠性等因素。
2.谐振电容(Cr)和电感(Lr)的选择:选择合适的谐振电容和电感是LLC谐振变换器设计的关键。
谐振电容和电感的参数决定了谐振频率、能量存储和传输能力。
常见的谐振电容包括铝电解电容和聚丙烯薄膜电容,而谐振电感可由磁性材料绕制而成。
3.谐振电容和电感的参数设计:谐振电容和电感的参数设计需要综合考虑谐振频率、开关功率和损耗等因素。
通常使用频率分割法和谐振电容参数等式来确定合适的参数。
4.输入滤波:输入滤波器的设计可以有效地减小输入电流的峰值和谐振波形,从而减少电源电容的需求,并降低电磁干扰。
5.输出滤波:输出滤波器可以提供稳定的输出电压,并减小输出纹波电流和电压。
输出滤波器一般包括输出电感和输出电容,其参数设计需要综合考虑输出电压的纹波要求和滤波器的损耗。
6.控制策略:LLC谐振变换器的控制策略一般采用PWM控制或多谐振控制。
PWM控制通过调整开关管的开关频率和占空比来实现稳定的输出电压。
多谐振控制则通过调整谐振电容和电感的参数来实现高效的功率转换。
7.开关器件的选择和驱动:开关器件的选择影响了谐振变换器的效率、功率密度和可靠性。
常见的开关器件有MOSFET、IGBT和SiCMOSFET等。
驱动电路的设计需要综合考虑开关器件的特性和谐振变换器的控制策略。
8.热管理:由于LLC谐振变换器在工作过程中会产生较大的功率损耗,因此热管理也是设计的重要方面。
合理的散热设计可以提高变换器的可靠性和寿命。
9.保护电路:为了保护谐振变换器免受电流过载、过电压和过温等不良工作状态的影响,需要设计合适的保护电路,包括过流保护、过压保护和温度保护等。
LLC谐振变流器设计(实际产品经验)介绍在本文档中,我们将探讨LLC谐振变流器的设计及其实际产品经验。
首先,我们将简要介绍LLC谐振变流器的原理和应用。
接着,我们将会详细讨论设计LLC谐振变流器的关键要点,并分享一些实际产品开发中的经验。
LLC谐振变流器原理和应用LLC谐振变流器是一种拥有高效率和低噪音的电力转换器。
它结合了LLC谐振拓扑和MOSFET功率开关技术,适用于多种电源和电子设备。
LLC谐振变流器能提供稳定的输出电压和电流,同时具备较高的功率密度和较低的损耗。
LLC谐振变流器广泛应用于许多领域,包括电力电子、电动汽车充电器、工业控制系统和可再生能源系统等。
其高效率和稳定性使得LLC谐振变流器成为现代电力转换领域中的重要技术。
设计LLC谐振变流器的关键要点设计一个高效的LLC谐振变流器需要考虑以下几个关键要点:1. 高质量的电源和输出滤波器:为了减小电流和电压的谐振干扰以及提供稳定的输出,需要使用高质量的电源和输出滤波器,确保系统的稳定性和性能。
2. 正确选择谐振电容和电感:谐振电容和电感的选择对于LLC 谐振变流器的工作稳定性和效率至关重要。
需要根据设计要求和负载特性选择合适的谐振元件。
3. 控制策略和参数调优:LLC谐振变流器的控制策略和参数调优直接影响系统的响应速度和稳定性。
需要根据具体应用需求进行控制策略的选择和参数调优,以达到最佳性能。
4. 开关器件的选择和驱动:选择合适的MOSFET功率开关器件,并设计合适的驱动电路,保证稳定的开关操作和最小的功率损耗。
实际产品开发经验在实际的LLC谐振变流器产品开发中,我们积累了以下经验:1. 充分的系统仿真和验证:在设计阶段,进行系统级的仿真和验证可以帮助评估系统的性能和稳定性。
有效的仿真和验证能够尽早发现和解决潜在问题。
2. 优化热管理和散热设计:LLC谐振变流器在工作过程中会产生较多的热量,因此需要进行优化的热管理和散热设计,确保系统在高温环境下的可靠工作。
电子辐照加速器装置是多学科综合性工业生产设备,涉及高电压、高真空、高气压、电子学、计算机、微波技术、自动控制技术、机械设计与加工、束流测量、剂量学、辐射防护等。
任何一部分出现问题都将影响加速器的正常运行,影响生产,因此加速器质量必须过硬。
应用加速器装置种类繁多,适用于辐射加工的加速器装置只有高压型电子辐照加速器和谐振型电子辐照加速器两种。
这两种加速器装置和其它应用加速器一样,各有自己的结构组成、性能特点和不同的适用范围。
但是,它们都具有:1、电子枪;2、加速器主机,包括加速电场系统、控制磁场系统、真空系统;3、束流引出应用装置,包括扫描装置、束流引出装置或靶装置;4、控制系统。
在现代规模化生产条件下,加速器结构紧凑、操作简便、安全可靠、工作状态稳定、运行周期长、能量和束流可调、维修容易、可在任何需要的时候开机和停机,还有加速器要适应厂房要求,要和生产线其它设备相匹配等。
由于现代电子辐照加速器装置具备了这些功能条件,能实现自动化规模生产,使得辐射加工行业获得了广泛的应用与发展。
通常我们按能量将电子辐照加速器分为低能、中能、高能三档。
1、低能电子辐照加速器能量范围100KeV~300 KeV,束流功率几Kw~250Kw,特点是没有加速管和扫描装置,自屏蔽,机型为电子帘加速器。
主要用于涂层固化、薄膜和片材的辐射加工、烟气净化等。
2、中能电子辐照加速器能量范围0.3MeV~5 MeV,束流功率几Kw~500Kw,特点是主机为圆柱形扫描加速器。
主要机型有地那米(高频高压)型、绝缘芯变压器型、高气压高压变压器型、谐振变压器型、高频单腔脉冲型等加速器。
中能电子辐照加速器得到了广泛实际应用,主要用于电线电缆、发泡材料、热缩材料、建筑材料、橡胶等的辐射加工。
3、高能电子辐照加速器能量范围5MeV~10 MeV,束流功率几Kw~≥300Kw,特点是扫描型加速器,电子束流可以转换为x射线。
主要机型有辐照用电子直线加速器、梅花瓣(Rhodotron)型电子加速器及5 MeV以上地那米加速器。
辐射加工是利用电离辐射照射物品,使其达到某种要求的一种加工工艺,如高分子材料改性、辐射保藏食品、医疗用品消毒、环境污染处理等等。
辐射加工时一种高效、优质、节能的加工手段,在传统行业的技术改造、开发新材料、实现细微加工以及“三废”治理中已发挥着越来越重要的作用,现已发展成为新兴的辐射加工产业。
在我国,辐射加工技术的研究已有二十多年的历史,但工业化规模才刚刚起步。
尽管如此,辐射加工技术在我国已显示出巨大的生命力。
以电线电缆行业为例,自1990年具有工业规模的第一条辐照交联电线电缆生产线在天水铁路电缆工厂建成以来,至今已有二十多条生产线建成或在建,以每年三条生产线的速度递增。
这些生产线产出的高性能优质电线电缆是我国线缆行业的重大技术改造的结果,他们带来了巨大的社会效益和经济效益;与机场改造配套的机场灯光照明电缆已经全部取代进口产品;耐温等级105℃的辐照交联单线电缆为我国冶金行业的技术改造提供了优质电缆;特别是绝缘架空线取代了城市电网的裸线供电,极大地增强了输电的安全性和抗自然灾害的能力;热收缩材料广泛应用于电缆接头和其他领域,成都双流热收缩电缆厂是邮电部成都电缆厂的一个分厂,只用一台小功率的电子加速器,年产值就达几千万元。
当然,我国的辐射加工技术与发达国家相比,还处于起步阶段,因此,加大力度发展辐射加工技术,以便能更好的为国名经济服务,是势在必行。
用于辐射加工的电子加速器有两大类,即电子直线加速器和直流高压加速器。
直线加速器使自由电子在交变电磁场中获得增益,采用的是微薄技术或者脉冲技术,这种加速器能量很高,一般为十几兆电子伏,也可达到几十兆电子伏,功率一般在20-30kW,他们主要用于癌症的治疗和器械消毒。
直流高压电子加速器使电子在高电势降低中获得能量,采用的是静电高压技术。
由于受到高压产生和加速间隙需保持足够的电绝缘强度的困难,提高能量有局限,因而这种加速器的能量不高,他们的能量从几百千电子伏至几兆电子伏,3兆电子伏以下的占绝大多数(少数十几台的能量范围在3-4.5兆电子伏,功率可达100-2000kW)。
但由于辐射加工电子束能区是几百电子伏至几兆电子伏,恰好是高压型加速器技术成熟、工作稳定的区
域,因此,在辐射加工行业中,用的最多的是直流高压加速器。
直流高压型电子加速器的基本组成是高压发声器和与它连接在一起的抽成高真空的加速系统。
表1-3-1列出的几种类型的装置都采用相似的电子发射加速和扫描技术,所不同的主要是高压发生器的设计。
直流高压型电子加速器的特点,以下列出了辐射加工行业中最主要的几种直流高压型电子加速器的主要性能特点。
我国辐射加工行业所采用的加速器主要有高频电压型加速器(Dynamitron)、绝缘芯变压器型加速器(ICT)、谐振变压器型加速器(ELV)和电子帘加速器。
(1)高频高压型加速器:它是分布最广的一种加速器。
除了进口外,上海先锋电机厂、本所和高能物理所均能生产出质量很好的产品。
(2)本所在1991年底开始研制3MeV /20mA高频高压型加速器,1994年3月在江苏常熟电缆厂经调试达到设计指标。
该器稳定工作的能量范围为1-3MeV,在1.5-3MeV 范围内束流强度为20mA,低于1.5MeV时,束流强度为15mA。
加速器的电压、电流稳定度均好于±2%,扫描宽度为500-900mm,均匀性好于±2%,
(3)Resonance syntony transformer。