【摘要】：補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)是新型的脈沖功率電源,它的本質(zhì)是同步發(fā)電機(jī)。它將慣性能量存儲(chǔ)、機(jī)械能電能間的轉(zhuǎn)換、脈沖形狀成形等多個(gè)環(huán)節(jié)集中于一體,是固體激光器的理想脈沖功率電源。本文將以脈沖氙燈為負(fù)載,設(shè)計(jì)一臺(tái)主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)。研究了決定主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)脈沖波形的參數(shù);完成了主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程;并驗(yàn)證了其能夠用作脈沖氙燈電源的合理性。本文首先引入常見(jiàn)的補(bǔ)償形式的脈沖發(fā)電機(jī),闡述了它們的工作原理和典型輸出脈沖波形的形狀。考慮到本課題脈沖氙燈對(duì)脈沖功率電源的要求,采用主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)作為電源。其次,建立了在相坐標(biāo)系下的主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。此外還研究了脈沖氙燈的負(fù)載特性。接著對(duì)決定主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)輸出電流形狀的參數(shù)進(jìn)行分析,并總結(jié)了影響規(guī)律。然后,由主動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)的特殊構(gòu)造,結(jié)合常規(guī)隱極同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程,對(duì)電機(jī)的幾何尺寸、槽型、槽數(shù)、繞組等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)電磁場(chǎng)知識(shí),對(duì)電機(jī)各繞組的自感和繞組間互感的表達(dá)式進(jìn)行推導(dǎo)。再然后,利用有限元分析軟件Ansoft建立了樣機(jī)的仿真模型。對(duì)瞬態(tài)場(chǎng)下樣機(jī)的電磁性能進(jìn)行分析,提出了能夠優(yōu)化氣隙磁密和空載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大齒轉(zhuǎn)子鐵心結(jié)構(gòu)。接著又對(duì)優(yōu)化后的樣機(jī)進(jìn)行靜態(tài)場(chǎng)的電感計(jì)算,與電磁理論推導(dǎo)出的電感數(shù)值做對(duì)比。最后,利用有限元分析和外電路聯(lián)合仿真的方式對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。
[Abstract]:Compensation pulse generator is a new type of pulse power supply, its essence is synchronous generator. It integrates inertial energy storage, mechanical energy conversion, pulse shape shaping and so on. It is an ideal pulse power supply for solid-state lasers. In this paper, an active compensation pulse generator is designed under the load of pulsed xenon lamp. The parameters determining the pulse waveform of the active compensation pulse generator are studied, the parameter design process of the active compensation pulse generator is completed, and the reasonableness of its being used as the pulse xenon lamp power source is verified. In this paper, the common compensation forms of pulse generators are introduced, and their working principle and the shape of typical output pulse waveforms are described. Considering the demand of the pulsed xenon lamp for the pulse power supply, the active compensation pulse generator is used as the power supply. Secondly, the mathematical model of active compensation pulse generator in phase coordinate system is established. The load characteristics of pulsed xenon lamp are also studied. Then the parameters determining the output current shape of active compensation pulse generator are analyzed and the influence law is summarized. Then, according to the special construction of the active compensation pulse generator and the design process of the conventional hidden pole synchronous generator, the geometric dimensions, groove shape, slot number, winding and other parameters of the motor are designed. According to the knowledge of electromagnetic field, the expressions of self-inductance and mutual inductance between windings of motor are deduced. Then, the simulation model of the prototype is established by using finite element analysis software Ansoft. Based on the analysis of the electromagnetic properties of the prototype in transient field, the iron core structure of the large tooth rotor is proposed, which can optimize the air-gap magnetic density and no-load induction electromotive force. Then the static field inductance of the optimized prototype is calculated and compared with the inductance derived from electromagnetic theory. Finally, the performance of the system is evaluated by finite element analysis and external circuit simulation.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM31

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本文編號(hào)：2335669