Исследование и разработка электропривода на основе машины двойного питания и преобразователя частоты со звеном постоянного тока
Диссертация
Автор: Заливалов, Сергей Александрович
Название: Исследование и разработка электропривода на основе машины двойного питания и преобразователя частоты со звеном постоянного тока
Справка: Заливалов, Сергей Александрович. Исследование и разработка электропривода на основе машины двойного питания и преобразователя частоты со звеном постоянного тока : диссертация кандидата технических наук : 05.09.03 Горький, 1984 181 c. : 61 85-5/4781
Объем: 181 стр.
Информация: Горький, 1984
Содержание:
ГЛАВА СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ НАКОПЛЕНИЯ И КОММУТАЦИИ ЭНЕРГИИ
11 Накопители энергии
12 Схемы с использованием ИНЭ
13 Обзор существующих размыкателей
1А Анализ схем на таситронах
15 Физика работы таситрона
ГЛАВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫКЛЮЧЕНИЯ РАЗРЯДА
21 Исследование работы таситрона в схеме*'с РШЭ
211 Описание экспериментальной установки
212 Экспериментальные исследования физических процессов
213 Предельные характеристики
22 Исследование работы тиратрона в схеме с ИНЭ
221 Физика явления обрыва тока в тиратроне
222 Экспериментальная установка
223 Исследование физических процессов в тиратроне
224 Расчет заряда, необходимого для самообрыва анодного тока
225 Предельные характеристики тиратрона
23 Исследование работы псевдоискрового разрядника в схеме с ИНЭ
231 Особенности псевдоискровых разрядников
232 Конструкция исследуемого псевдоискрового разрядника
233 Схема экспериментальной установки и результаты проведенных исследований
Выводы к главе
ГЛАВА РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И КПД ГЕНЕРАТОРА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ С ИНЭ и ГАЗОРАЗРЯДНЫМ КОММУТАТОРОМ ТОКА
31 Расчет тока через активную нагрузку в момент коммутации
32 Расчет потерь на выключение
33 Описание численной модели
34 Программная реализация
35 Результаты вычислений
Выводы к главе
ГЛАВА РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ И ПОСТРОЕНИЮ ГЕНЕРАТОРОВ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ НА ОСНОВЕ ИНЭ И ГАЗОРАЗРЯДНЫХ КОММУТАТОРОВ ТОКА
41 Накачка азотного лазера от генератора высоковольтных импульсов с ИНЭ и газоразрядным размыкателем тока
42 Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и таситроном в качестве размыкателя тока
43 Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и тиратроном в качестве размыкателя тока
44 Построение генераторов высоковольтных импульсов с ИНЭ и псевдоискровым разрядником в качестве размыкателя тока
Выводы к главе
Введение:
Современное развитие науки и техники, в таких направлениях, как медицина, экология, физика высоких энергий, радиолокация, связь и многое другое требует разработки новых генераторов высоковольтных импульсов большой мощности.Традиционно, для построения таких генераторов, использовались емкостные накопители энергии. Однако они требуют для своей работы применения высоковольтных источников питания, дополнительных обостряющих элементов и имеют высокие массогабаритные показатели. Поэтому в последнее время большой интерес проявляется к индуктивным накопителям энергии, которые лишены этих недостатков. Но построение генераторов высоковольтных импульсов на основе индуктивного накопителя энергии требует использования размыкателей тока.Среди известных размыкателей наиболее перспективными, в диапазоне токов до 1 кА и напряжений порядка 100 кВ, являются газоразрядные коммутаторы тока. Их использование дает возможность получать многократно повторяемые импульсы со стабильными параметрами, обеспечивать достаточно простое изменение энергии в импульсе, генерировать высоковольтные импульсы от низковольтных источников питания. Кроме того, газоразрядные коммутаторы способны восстанавливать в полном объеме свои свойства после срывов в работе, возникающих в критических режимах функционирования генератора.Однако работа генераторов высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядными коммутаторами изучена не достаточно. Поэтому возникает необходимость в проведении подобных исследований, которые являются очень перспективными для решения проблем построения генераторов высоковольтных импульсов на основе индуктивного накопителя энергии. В этом плане тема диссертационной работы весьма актуальна.Целью данной работы является определение предельных режимов работы газоразрядных размыкателей тока в схеме с индуктивным накопителем энергии и изучение физических и переходных процессов в момент прерывания тока, направленное на создание генераторов мощных импульсов.Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующий круг задач: - провести исследования физических процессов, протекающих при обрыве тока, в таситроне, тиратроне и псевдоискровом разряднике включенных в схеме с индуктивным накопителем энергии. - провести аналитический расчет КПД генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока работающего на активную нагрузку. - разработать численную модель для исследования переходных процессов, возникающих при работе генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока на нелинейную нагрузку.В экспериментальных исследованиях использовались стандартные измерительные приборы, генераторы импульсов, стационарные источники питания, что доказывает достоверность полученных результатов.Научная новизна: 1. Впервые тиратрон и псевдоискровой разрядник применены в качестве размыкателей тока для индуктивного накопителя энергии.2. Установлен критерий, по которому можно определить момент обрыва тока в тиратроне и псевдоискровом разряднике.3. Изучен и рекомендован новый режим работы тиратрона, при котором рабочее напряжение в 5 раз выше технических условий эксплуатации таких приборов в схеме с емкостным накопителем энергии.4. Проведен расчет КПД генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока работающего на активную нагрузку с учетом времени выключения коммутатора и расчет КПД и переходных процессов, протекающих в схеме такого генератора при работе на нелинейную нагрузку.Научные положения, выносимые на защиту: 1. Гашение разряда в таситроне осуществляется за счет переключения анодного тока на сетку, при условии, что сетка не обеспечивает эмиссию электронов, достаточную для поддержания тока анода.2. Обрыв тока в тиратроне, включенном в схеме с индуктивным накопителем энергии, определяется величиной заряда, переносимого через сетку, который задается конструкцией сеточного узла и линейно зависит от давления газа в приборе.3. При работе индуктивно-емкостного накопителя энергии с газоразрядным коммутатором тока на газоразрядную нагрузку, максимальный КПД достигается при условии, что период собственных колебаний L C контура значительно больше времени выключения коммутатора, а напряжение на аноде больше напряжения зажигания разряда в нагрузке.Практическая значимость: 1. Разработан генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и таситроном, способный формировать импульсы напряжением до 40 кВ, током до 500 А и временем нарастания переднего фронта 150 НС.
2. Разработан генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и тиратроном, способный формировать импульсы напряжением до 90 кВ, током до 800 А и временем нарастания переднего фронта 250 НС.
3. Разработан генератор высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и псевдоискровым разрядником, способный формировать импульсы напряжением до ПО кВ, током до 1 кА и временем нарастания переднего фронта 100 не.4. Результаты исследований обрыва тока в газоразрядных коммутаторах включенных в схеме с индуктивным накопителем энергии позволили повысить рабочее напряжение таситрона в 6,3 раза, тиратрона в 4,5 раза, псевдоискрового разрядника в 5 раз.5. Разработана методика расчета генератора высоковольтных импульсов с индуктивным накопителем энергии и газоразрядным коммутатором тока, работающего на активную нагрузку.Апробация работы.Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, обсуждались на конференциях профессорско-преподавательского состава Рязанской радиотехнической академии (в 1999 - 2002 г.), на IX конференции по физике газового разряда (Рязань, 1998 г.), на 4 международной конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" АПЭП-98 (Новосибирск, 1998 г.), на 2 международной конференции "Проблемы и прикладные вопросы физики" (Саранск, 1999 г.), на X конференции по физике газового разряда. (Рязань, 2000 г.), на VII международной конференции "Лазерные и лазерно-информационные технологии: фундаментальные проблемы и приложения" (Владимир - Суздаль, 2001 г.), на Ш международной научно-технической конференции " Фундаментальные и прикладные проблемы физики "(Саранск, 2001 г.).Результаты диссертационной работы отражены в 9 публикациях.
|
