超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究
- 格式:pdf
- 大小:563.53 KB
- 文档页数:8
目录目录 0摘要 (1)一、脉冲功率技术的发展历史及现状 (2)二、脉冲功率技术的储能技术 (4)2.1惯性储能 (4)2.1.1直流发电机 (5)2.1.2单极脉冲发电机(HPG) (5)2.1.3同步发电机 (6)2.1.4主动补偿脉冲发电机 (7)2.2电容储能 (8)2.2.1电容器组放电 (8)2.2.2电容器组放电技术要点 (8)2.3电感储能 (9)2.3.1电感与电容器储能密度比较 (9)2.3.2电感储能的缺点 (10)三、串联谐振CCPS恒流充电 (11)3.1串联谐振CCPS概述 (11)3.2串联谐振CCPS工作原理 (11)3.3串联谐振CCPS恒流充电的MATLAB仿真 (14)总结 (16)参考文献 (17)脉冲功率技术摘要所谓脉冲功率技术是指将很大的能量(通常为几百千焦耳至几十兆焦耳)储存在储能元件中通常为电容器、电感器等, 然后通过快速开关(动作时间在毫微秒左右)将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上, 以得到极高的功率(兆瓦左右)。
脉冲功率技术研究的主要内容是如何经济地和可靠地储存能量, 并将大能量和大功率有效地传输到负载上。
不断提高的能量、功率、上升时间和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求, 给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题。
本文介绍了,给储能元件电容充电的一种恒流充电电源,分析了CCPS充电的原理以及实现问题。
关键词:脉冲功率,CCPS,恒流充电,储能技术脉冲功率技术及其应用一、脉冲功率技术的发展历史及现状脉冲功率技术(PPT,Pulsed Power Technology)正式作为一个独立的部门发展,还是近几年的事。
事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放电, 早就存在于大自然中。
而对脉冲放电的研究则开始于研究天然雷电特性, 以及它对输电线路、建筑物危害及其防护措施。
当时这种放电仅限于毫秒级和微秒级。
四十年代末期, 就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级的高压强流脉冲放电形式。
电气工程领域中的储能技术分析与研究摘要:电力在人们的生产和生活中发挥着重要的作用。
随着社会和经济的发展,用电规模也在不断增加,这就需要大量的电能进行供应。
这就需要提高对电力的储蓄,因而加强队储能技术的研发和应用非常关键。
本文队电气工程领域中的储能技术及应用进行分析,并提出了该技术未来发展的方向。
关键词:电气工程;储能技术;应用;发展方向1 前言电能对人们的生产和生活带来了非常大的便利条件,因而电能应用的范围非常广泛,涉及到工业领域、工业领域以及军事领域等,是人们不可或缺的重要资源。
随着用电量的增加,电力蓄能技术也受到了一定的重视,需要较高水平的蓄能技术,提高电气工程的水平,满足人们的生产和生活需要。
2 储能技术的方式2.1 抽水储能技术此技术目前应用中成熟度高、规模大的储能方式,必要的条件是在上游和下游的位置建设两个水库。
负荷低的情况下,抽水储能设备的运行以电动机带动,将下游的水抽取到上游的水库进行保存,在负荷高峰的时间则可以通过发电机运行,将上游中存储的水用于发电,其能量的转换率可以达到百分之七十到百分之七十五。
此方式在进行实际应用也存在一定的限制,包括:建设需要的时间比较长,对地址的选择要求比较多,响应的速度比较慢、电网运输路线的维护存在难度、电力运输中存在较大的能源消耗情况。
此技术的优势在于:技术相对成熟、可保持稳定的运行、具有比较高的安全性、存储量比较大。
2.2 飞轮储能技术此技术涵盖的内容有:旋转的质量块以及轴承。
其中轴承使用磁悬浮就似乎,利用旋转摩擦的作用下,使其能量的消耗降低,增强储蓄的效率,可以有效的确保应用时间的增加。
此技术受到外部因素的干扰是比较大的,因而在推广和实际应用上也比较低。
此技术的应用,想要达到比较高储能效率的目标,则需要将其置于真空的环境下,然而在现实的实践中,达到真空环境的可能性几乎没有。
只有在真空环境内,飞轮不会因为风的作用形成阻力。
旋转模块和发电机组进行连接,对其旋转速度的控制使用电子遥控器设备,以此达到资源储备的效果。
物理学中的电磁脉冲技术研究及其应用电磁脉冲技术是一种利用瞬间高能电磁波来产生能量、干扰或破坏目标的技术。
它在军事、民用和科学研究等领域都有广泛的应用。
本文将探讨物理学中的电磁脉冲技术研究及其应用。
一、电磁脉冲技术研究电磁脉冲技术的研究始于20世纪50年代,最初是为了用于核爆炸的探测。
此后,随着电子技术的快速发展,电磁脉冲技术的研究也日益深入。
现在,它已经成为了一门独立的学科。
电磁脉冲技术的研究内容包括电磁波的产生、传播和作用机理,以及电磁脉冲发生器的设计和制造等。
其中,电磁波的产生和传播机理是电磁脉冲技术的核心研究内容之一。
电磁波的产生可以通过磁控管、微波管、超导电磁脉冲和激光等方式实现。
在磁控管和微波管中,电子加速器产生了高速电子,然后经过一系列的极板和磁场,使这些电子聚束产生高能电磁波。
超导电磁脉冲产生器则依赖于超导功率电感体的放电磁脉冲产生高能电磁波。
而激光可以产生脉冲光束,利用其与物质相互作用来产生电磁脉冲。
在传播过程中,电磁波会受到周围环境的干扰和衰减。
其中,大气层和地表都会引起电磁波的传播衰减,尤其是在高频段中衰减更加明显。
因此,电磁波的产生和传播机理是电磁脉冲技术研究的重点和难点。
二、电磁脉冲技术的应用电磁脉冲技术具有多种应用,以下列举其几个主要应用领域:1. 军事领域电磁脉冲技术在军事领域中被广泛应用。
其中,电磁脉冲武器是其最具代表性的一种应用。
电磁脉冲武器通过产生高能电磁波来攻击敌方电子设备和通信系统,使其失效。
这种攻击方式具有快速、精确、毁伤面积大等优点,可以对敌方的通信、情报、导航等设备造成致命打击。
2. 民用领域电磁脉冲技术在民用领域中也有多种应用。
例如,通过电磁脉冲可干扰无人机的控制信号,从而将其迫降或击落。
此外,电磁脉冲技术在食品加工、医疗等领域也有应用,如用微波炉来加热食品、利用电磁波诊断医疗图像等。
3. 环保领域电磁脉冲技术在环保领域中也有应用。
例如,通过电磁脉冲技术可以将污染物分解成更小的分子,从而实现净化空气和水的目的。
新型电感储能高功率脉冲源放电特性研究陈海川;陈永强【摘要】分析了一种基于可变电感储能的新型高功率脉冲电源,构建了新型脉冲电源的简化等效电路.基于电路理论导出了等效电路的微分方程,并对其进行了详细的分析计算,得到了等效电路在不同电路参数条件下的工作状态;分析总结了脉冲电源放电回路各参数对输出电流脉冲特性的影响.研究分析结果表明,通过调整放电回路参数,新型脉冲电源可以在负载中产生幅度高、前沿陡和宽度窄的高功率脉冲输出.【期刊名称】《西华大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P72-75)【关键词】新型脉冲电源;等效电路;放电特性;电路模拟【作者】陈海川;陈永强【作者单位】西华大学电气信息学院,四川成都610039;西华大学电气信息学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TN784脉冲功率技术产生于20世纪30年代,现已成为一门技术领域中的独立学科。
它是国防科研和高新技术研究的重要技术基础,在近代科学研究中得到了广泛应用。
高功率脉冲源是利用电容或电感储存初始能量,然后利用大功率开关快速释放能量,再采用脉冲压缩电路进行脉冲压缩、整形后,在负载中形成幅度高、宽度窄的高功率脉冲[1]。
采用电容器组构成的高功率脉冲电源是研究和使用较早的一类脉冲电源,由于庞大的体积和复杂的控制电路限制了其广泛地应用。
电感储能型脉冲功率系统因其储能密度高,通常比电容储能密度高1~2个数量级,使得脉冲装置系统结构可做得紧凑,成本低[2-4]。
研究脉冲电源的放电特性是脉冲电源系统设计的重要工作之一。
本文分析了一种基于时变电感储能的新型脉冲电源,构建了新型脉冲电源的简化等效电路,研究了等效电路的放电特性,总结了脉冲放电回路各参数对输出电流脉冲特性的影响,为新型脉冲电源的系统研制工作提供了理论参考。
1 新型脉冲电源的等效电路新型脉冲电源由初始能源、储能时变电感和脉冲调整电路构成。
简化的等效电路为图1所示的RLC电路[5-6]。
华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名李猛虎考生学号 M201371361 系、年级高电压与绝缘技术2013级类别硕士考试科目脉冲功率技术考试日期 2013年12月15日脉冲功率技术是指把较小功率的能量以较长时间慢慢输入到能储存能量的设备中,然后通过动作时间在毫微秒左右的快速开关将此能量在毫微秒至微秒时间内释放到负载上,以得到极高的功率,实质上是输出功率对输入功率的放大。
脉冲功率系统中能量的储存方式有许多种,如电容储能,电感储能,脉冲电机储能以及电池储能等。
脉冲功率技术研究的技术指标为:电压1kV~10MV,电子能量0.3~15MeV(电子伏),述流大小1kA~10MA,脉冲宽度0.1~100ns,束流功率0.1~100TW,总能量:1kJ~15MJ。
脉冲功率技术的特征是:高脉冲功率,短脉冲持续时间,高电压,大电流。
脉冲功率技术,是以电气科学技术为基础,把电工新技术和高电压-大电流技术融为一体的新型学科。
脉冲功率技术在国防科研和高新技术领域有着极为重要的应用,而且现在已经越来越多地应用于工业和民用部门,它是高新技术研究的重要技术基础之一,有着极其广泛的发展和应用前景。
脉冲功率的发展历程脉冲放电现象存在于大自然。
人们最早是在20世纪30年代开始研究脉冲功率现象。
1938年,美国人Kingdon和Tanis第一次提出用高压脉冲电源放电产生微秒级脉宽的闪光X 射线;1939年,苏联人制成真空脉冲X射线管,并把闪光X 射线照相技术用于弹道学和爆轰物理学实验。
采用高压脉冲电容器并联充电、串联放电方式来获得较高电压脉冲。
第二次世界大战期间,企图将脉冲功率技术应用于军事的电磁炮和其他研究再度兴起,也促进了脉冲功率科学技术的形成和发展。
1947年,英国人A.D.Blumlien以专利的形式,把传输线波的折反射原理用于脉冲形成线,在纳秒脉冲放电方面取得了突破。
1962年,英国原子能研究中心的J.C.Martin领导的研究小组,将Marx发生器与Blumlien的专利结合起来,建造了世界上第一台强流相对论电子束加速器SOMG(3MV,50kA,30ns),脉冲功率达TW(1012W)量级,开创了高功率脉冲技术的新纪元。
超导储能磁体对电感性负载放电研究李海涛;朱英伟;邵慧;董亮;严仲明;胡基士;王豫【摘要】在基于超导电感储能的高功率脉冲电源中,超导磁体对电感性负载放电时存在的过电压严重威胁超导磁体的安全.本文就目前常用的抑制过压的方法展开了理论分析,并通过仿真分析和计算比较了三种转换电路在超导磁体对电感性负载放电过程中的性能特点,最后又分别分析了三种转换电路对超导磁体电压抑制的特点.结果表明:三种转换电路都可以很好地抑制过压,不过非线性电阻转换电路的转换性能优于线性电阻转换电路,适合于负载电流脉冲前沿上升率要求较高,且转换时间较短的应用场合;而电容性转换电路对于负载电流脉冲的幅值要求较高,且损耗较低的应用场合较为合适.【期刊名称】《电工电能新技术》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】5页(P27-30,80)【关键词】功率脉冲;超导磁体;电感负载;过压;非线性电阻;电容【作者】李海涛;朱英伟;邵慧;董亮;严仲明;胡基士;王豫【作者单位】磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室,西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】TM861 引言基于超导电感储能的高功率脉冲电源可以通过缓慢的充电和大功率的电流脉冲放电而日益受到重视,其应用领域既包括现代科学技术研究领域、工业和民用的高尖技术领域,还包括国防应用等领域[1-3]。