發(fā)布時間：2018-11-17 15:10

【摘要】：近年來隨著重復(fù)頻率脈沖功率技術(shù)的不斷發(fā)展,具有高脈沖重復(fù)頻率的氣體火花開關(guān)作為重復(fù)頻率脈沖功率裝置中的重要組成部分,其研究受到了重視。本文通過理論總結(jié)、數(shù)值模擬和實驗等手段對高脈沖重復(fù)頻率氣體火花開關(guān)展開了相應(yīng)的研究。首先通過LT spice電路仿真軟件對倍壓整流電路進(jìn)行了仿真研究,總結(jié)了其運行過程中各參數(shù)對其輸出電壓波形的影響,并基于仿真研制出一套高壓直流電源系統(tǒng)。又通過理論分析與計算,自行研制了電阻分壓器與脈沖分壓器組成了高壓測量系統(tǒng),最后根據(jù)實驗需求制作不同的負(fù)載系統(tǒng)。通過電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計將各系統(tǒng)組裝,制作了一套氣體火花開關(guān)實驗平臺。根據(jù)平行電極結(jié)構(gòu)的擊穿電壓經(jīng)驗公式,確定了氣體火花開關(guān)主電極的各項結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)球隙擊穿電壓峰值與極間距離的關(guān)系確定了開關(guān)外絕緣支撐的爬電距離,之后對開關(guān)進(jìn)行了電場仿真與電路仿真,得到了開關(guān)的寄生電感與寄生電阻等參數(shù),并初步掌握了開關(guān)的傳輸大電流的能力。在確定了開關(guān)的材料后設(shè)計了開關(guān)的工程圖紙,制作了一個具有高脈沖重復(fù)頻率的氣體火花開關(guān)。最后在實驗平臺上對氣體火花開關(guān)展開了自擊穿實驗、單次觸發(fā)實驗、重復(fù)頻率觸發(fā)實驗等各項實驗,重點對開關(guān)在導(dǎo)通過程中等離子體通道模型展開大量理論與實驗研究,最終建立了時變電阻與時變電感串聯(lián)的等離子體通道等效電路模型,比較了不同介質(zhì)擊穿過程中的等離子體通道模型并嘗試給出了理論解釋。
[Abstract]:In recent years, with the development of repetitive pulse power technology, gas spark switch with high pulse repetition rate is regarded as an important part of repetitive frequency pulse power device. In this paper, the high pulse repetition rate gas spark switch is studied by means of theoretical summary, numerical simulation and experiment. Firstly, the voltage doubling rectifier circuit is simulated by LT spice simulation software, and the influence of the parameters on the output voltage waveform is summarized. Based on the simulation, a set of HVDC power supply system is developed. Through theoretical analysis and calculation, a high voltage measuring system is developed, which is composed of resistor divider and pulse divider. Finally, different load systems are made according to the experimental requirements. An experimental platform of gas spark switch is made by assembling each system through electrical structure design. According to the empirical formula of breakdown voltage of parallel electrode structure, the structure parameters of main electrode of gas spark switch are determined. According to the relationship between the peak value of the breakdown voltage and the distance between the poles, the climbing distance of the external insulation support of the switch is determined, and then the electric field simulation and circuit simulation of the switch are carried out, and the parasitic inductance and the parasitic resistance of the switch are obtained. At the same time, the ability of transmitting large current of switch is preliminarily grasped. After the material of the switch is determined, the engineering drawing of the switch is designed, and a gas spark switch with high pulse repetition rate is made. Finally, the self-breakdown experiment, single trigger experiment and repeated frequency trigger experiment are carried out on the experimental platform. A large number of theoretical and experimental studies are carried out on the plasma channel model of the switch during the conduction process. Finally, the equivalent circuit model of plasma channel in series between time-varying resistance and time-varying inductance is established, and the plasma channel model in different dielectric breakdown process is compared and the theoretical explanation is tried.
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM564

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2338241