沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)

1、精選文檔沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)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(jí)電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來(lái),通過(guò)整流回路T-D-r充電到V。此時(shí),因愛(ài)護(hù)電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅愛(ài)護(hù)了整流設(shè)備,而且還能保證各級(jí)電容充電比較均勻。在第1級(jí)中g(shù)0為點(diǎn)火球隙，由點(diǎn)火脈沖起動(dòng)；其他各級(jí)中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動(dòng)后逐個(gè)動(dòng)作。這些球隙在回路中起把握開關(guān)的作用,當(dāng)它們都動(dòng)作后,全部級(jí)電容C 就通過(guò)各級(jí)的波頭電阻Rf串聯(lián)起來(lái),并向負(fù)荷電容C0充電。此時(shí),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(jí)數(shù)。由于C0較小，很快就布滿電,隨后它將與級(jí)電容C一起通

2、過(guò)各級(jí)的波尾電阻Rt放電。這樣，在負(fù)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(yuǎn)大于Rf和Rt, 因而它們起著各級(jí)之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級(jí)電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來(lái)產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由轉(zhuǎn)變Rf和Rt的阻值進(jìn)行調(diào)整, 幅值由充電電壓V 來(lái)調(diào)整，極性可通過(guò)倒換硅堆D兩極來(lái)轉(zhuǎn)變。圖 1 沖擊電壓發(fā)生器回路（Marx回路）二、Simulink設(shè)計(jì)1、各參數(shù)的選取額定電壓的選?。喝≡嚻冯妷簽?10 kV，由附錄表A10和A3可得，耐受電壓為550 kV，型號(hào)MY 110-0.2的標(biāo)稱電容為0.2F，故沖擊電壓發(fā)生器的標(biāo)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(yàn)和整卷電纜試驗(yàn)，就數(shù)互感器的電容較大，約1000pF，沖擊電容發(fā)生器的對(duì)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(fù)荷電容為：C2=1000+500+600=2100pF電容器選擇：從國(guó)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(jí)串聯(lián)，標(biāo)稱電壓可達(dá)880kV，基本可以滿足前述要求。每級(jí)由2個(gè)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(biāo)稱電壓：U1=110*8=880 kV沖擊電容：C1=0.05 F負(fù)荷總電容：C2=0.0021 F2、等效電路圖如下圖 3 簡(jiǎn)化等效圖3、計(jì)算本試驗(yàn)取Tf=2.2 s，Tt=32.5 s，且不考慮回路電感波前時(shí)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(jì)算：半峰值時(shí)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(guò)一系列的對(duì)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(jì)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(duì)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(dāng)Rd（或Rf或Rt）增大，其他