沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計

1、精選文檔沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計一、 工作原理沖擊電壓發(fā)生器通常都接受Marx回路，如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因愛護電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅愛護了整流設(shè)備,而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g(shù)0為點火球隙，由點火脈沖起動；其他各級中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起把握開關(guān)的作用,當它們都動作后,全部級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來,并向負荷電容C0充電。此時,串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。由于C0較小，很快就布滿電,隨后它將與級電容C一起通

2、過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內(nèi),因充電電阻R 遠大于Rf和Rt, 因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由轉(zhuǎn)變Rf和Rt的阻值進行調(diào)整, 幅值由充電電壓V 來調(diào)整，極性可通過倒換硅堆D兩極來轉(zhuǎn)變。圖 1 沖擊電壓發(fā)生器回路（Marx回路）二、Simulink設(shè)計1、各參數(shù)的選取額定電壓的選取：取試品電壓為110 kV，由附錄表A10和A3可得，耐受電壓為550 kV，型號MY 110-0.2的標稱電容為0.2F，故沖擊電壓發(fā)生器的標稱電壓應(yīng)不低于U1

3、=550*1.3*1.1/0.85=925.3 kV圖 2 發(fā)生器的充電回路 沖擊電容的選?。喝绮豢紤]大電力變壓器試驗和整卷電纜試驗，就數(shù)互感器的電容較大，約1000pF，沖擊電容發(fā)生器的對地電容和高壓引線及球隙等的電容估量為500pF，電容分壓器的電容估量為600pF，則總的負荷電容為：C2=1000+500+600=2100pF電容器選擇：從國產(chǎn)脈沖電容器的產(chǎn)品規(guī)格中找到MY 1100.2瓷殼高壓脈沖電容器比較合適，其電容值為0.2F，用此種電容器8級串聯(lián)，標稱電壓可達880kV，基本可以滿足前述要求。每級由2個電容器并聯(lián)，使沖擊電容C1=（2*0.2/8）= 0.05F沖擊電壓發(fā)生器主要

4、參數(shù)：標稱電壓：U1=110*8=880 kV沖擊電容：C1=0.05 F負荷總電容：C2=0.0021 F2、等效電路圖如下圖 3 簡化等效圖3、計算本試驗取Tf=2.2 s，Tt=32.5 s，且不考慮回路電感波前時間 Tf=2.2 s=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2) =3.24(Rd+Rf)*0.05 F*0.0021 F/0.0521 F求出Rd+Rf=336.92 ，同理可計算：半峰值時間 Tt=32.5 s=0.693(Rd+Rt)(C1+C2) =0.693(Rd+Rt)*0.0521求出Rd+Rt=900.14，依據(jù)Tf、Tt求出各參數(shù)后，將Rd、Rf、Rt、C

5、1、C2帶入圖2中，經(jīng)過一系列的對比，可選Rd=10 ，Rf=326.92 ，Rt=890.14帶入圖中，查看scope圖 4 C2電壓波形圖三、程序設(shè)計1、源程序Rd=10;Rf=326.92;Rt=890.14;C1=5e-8;C2=2.1e-9;U1=880000;A=1/(C2*C1*(Rd*Rf+Rd*Rt+Rf*Rt) ;A1=A*(C1*(Rd+Rt)+C2*(Rf+Rt);A2=A;B=A*Rt*C1;num=B*U1;den=1 A1 A2;U2=tf(num,den);impulse(num,den);grid on2、圖形如下 圖表 5 C2電壓波形圖四、沖擊電壓發(fā)生器的效率依據(jù)公式，=C1/(C1+C2)=0.05/0.0521=0.9597此值比原估量的效率高，所以所選電容是合適的。五、各參數(shù)對波形的影響由Tf=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2)和Tt=0.693(Rd+Rt)(C1+C2)可以看出， 當Rd（或Rf或Rt）增大，其他