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強(qiáng)磁場(chǎng)是指磁場(chǎng)強(qiáng)度高于商用超導(dǎo)磁體所能達(dá)到比較高的磁場(chǎng)，將磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)20T的磁場(chǎng)定義為強(qiáng)磁場(chǎng)。按照現(xiàn)階段世界上強(qiáng)磁場(chǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，強(qiáng)磁場(chǎng)系統(tǒng)一般由磁體、電源系統(tǒng)、低溫冷卻系統(tǒng)、測(cè)量測(cè)試系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)成。其中磁體是直接產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的裝置，電源為整個(gè)系統(tǒng)的工作提供...

由移相全橋電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖可以看到，四個(gè)橋臂上每個(gè)開(kāi)關(guān)管都并聯(lián)有諧振電容，諧振電容的存在可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓關(guān)斷。所以我們只需要關(guān)心開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，要實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，必須在開(kāi)關(guān)管觸發(fā)開(kāi)通前，有足夠的能量中和掉諧振電容上的電荷，并且要完成該開(kāi)關(guān)管同...

輸出濾波電感參數(shù)計(jì)算：在移相全橋變換器中，原邊的交流方波經(jīng)過(guò)高頻變壓器和全橋整流后，得到的是高頻直流方波，方波的頻率是原邊開(kāi)關(guān)頻率的2倍。一般來(lái)說(shuō)，為了減小輸出電流的脈動(dòng)值，是希望濾波電感的值越大越好。但是電感值過(guò)大意味著電感的體積和重量增大，并且整個(gè)變換器的...

圖3-3所示一次為開(kāi)關(guān)管1（**超前橋臂）的驅(qū)動(dòng)波形和電壓波形，圖中橫縱坐標(biāo)分別為時(shí)間和電壓值。開(kāi)通過(guò)程：由圖可見(jiàn)當(dāng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)波形由低電平變?yōu)楦叩颓?，開(kāi)關(guān)管兩端的電壓已經(jīng)為0，故而開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通是零電壓開(kāi)通。關(guān)斷過(guò)程：由于開(kāi)關(guān)并聯(lián)有諧振電容，在關(guān)斷開(kāi)關(guān)管時(shí)，開(kāi)關(guān)管...

控制電路的軟件設(shè)計(jì)實(shí)則是控制方案的具體實(shí)施，其中包含了很多模塊的程序編寫(xiě)，比如DSP的各個(gè)單元基本功能的實(shí)現(xiàn)、AD的控制、數(shù)據(jù)的計(jì)算處理等。在此只簡(jiǎn)述DSP對(duì)AD的控制、DSP輸出PWM波移相產(chǎn)生的方式以及控制系統(tǒng)PID閉環(huán)的實(shí)施方案。對(duì)于任何一個(gè)數(shù)字控制電路...

前段整流電路直流輸出端并聯(lián)了大容量?jī)?chǔ)能電容，在上電前，電容器初始電壓為零，上電瞬間整流輸出端直流電壓直接加在儲(chǔ)能電容上，電容瞬間相當(dāng)于短路，形成的瞬時(shí)沖擊電流可能達(dá)到100A以上對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)沖擊。為了限制上電瞬間大電流的沖擊，在整流輸出端放置一個(gè)固態(tài)開(kāi)關(guān)。固態(tài)開(kāi)...

移相全橋變換器在工作時(shí)，通過(guò)與開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的諧振電容和原邊諧振電感諧振，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)。主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖中T1和T2為超前臂開(kāi)關(guān)管，T3和T4為滯后臂開(kāi)關(guān)管；C1和C2分別為T(mén)1和T2的并聯(lián)諧振電容，且C1=C2=Clead；C3和C4分別...

整個(gè)控制板由五個(gè)模塊構(gòu)成：電源模塊、采樣及A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制模塊、PWM輸出模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊。數(shù)字控制電路中任何一個(gè)芯片的工作都離不開(kāi)電源，其中DSP芯片和A/D芯片對(duì)電源的要求很高，電源發(fā)生過(guò)電壓、欠電壓、功率不夠或電壓波動(dòng)等都可能導(dǎo)致芯片不能正常...

在實(shí)際的系統(tǒng)中，考慮到變壓器有原邊漏感的存在，實(shí)際選用的諧振電感值比計(jì)算的諧振電感值要小，工程調(diào)試中可以以計(jì)算得到的諧振電感值為基準(zhǔn)，將諧振電感設(shè)計(jì)為可調(diào)電感，根據(jù)電路的實(shí)際情況調(diào)動(dòng)諧振電感值來(lái)配合諧振電容完成零開(kāi)通。本電路的仿真分為兩個(gè)階段，第一階段仿真不納...

PWM波可以由DSP芯片內(nèi)部的事件管理器EVA或EVB產(chǎn)生，在DSP內(nèi)部，事件管理器EVA和EVB是完全相同的兩個(gè)模塊。它們都有3個(gè)比較單元，每一個(gè)比較單元都可以產(chǎn)生一對(duì)互補(bǔ)的PWM波，一共可以提供6路PWM波。在此選用其中的4路來(lái)驅(qū)動(dòng)逆變橋上的開(kāi)關(guān)管。4路P...

在電路的控制環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了硬件控制電路并編寫(xiě)了相應(yīng)的控制程序。硬件電路基于DSP控制芯片，主要由電源模塊、采樣及A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP控制模塊、PWM輸出模塊、驅(qū)動(dòng)電路模塊構(gòu)成。在程序方面，本文著重對(duì)移相脈波產(chǎn)生的方式、PID反饋控制的策略進(jìn)行了研究，同時(shí)也完成...

為了得到高精度、可控、快速反應(yīng)的電源，首先想到的解決方案便是利用電力電子變換器。電力電子技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為電力參數(shù)變換和控制的基本手段，尤其伴隨著新型電力電子器件的出現(xiàn)和發(fā)展，以及高頻化、軟開(kāi)關(guān)和集成化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，電力電子技術(shù)可以滿足各種類型的...

周期中斷子程序和下溢中斷子程序執(zhí)行流程圖，在每一個(gè)周期中分別發(fā)生一次周期中斷和下溢出中斷，每進(jìn)入中斷一次分別更新兩個(gè)比較寄存器的值，相應(yīng)的輸出PWM波的移相也每一個(gè)周期都更新。在解決了具有移相角度差的PWM信號(hào)的產(chǎn)生問(wèn)題后，需要解決的另一個(gè)問(wèn)題是怎樣應(yīng)用采集到...

數(shù)字控制電路的軟件主要包括主程序、各個(gè)模塊初始化程序、周期中斷服務(wù)子程序、下溢中斷服務(wù)子程序、AD中斷服務(wù)子程序、PID調(diào)節(jié)子程序等幾大部分組成。主程序的主要任務(wù)是系統(tǒng)自檢，系統(tǒng)初始化，然后循環(huán)執(zhí)行主程序等待中斷。初始化是對(duì)程序中用到的常量、變量進(jìn)行有意義的賦...

首先滯后橋臂上開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通時(shí)，只有諧振電感提供換流的能量。諧振電感儲(chǔ)能必須大于滯后橋臂上諧振電容儲(chǔ)能加上變壓器原邊寄生電容儲(chǔ)能，在實(shí)際當(dāng)中， 變壓器的原邊匝數(shù)較少， 且原邊大都用多股漆包線并繞。同時(shí)在滯后橋臂上開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)，原邊電流近似為恒定，須在開(kāi)關(guān)管觸...

削去原有電源系統(tǒng)紋波的補(bǔ)償方案有三種：注入、吸收、少則注入多則吸收。是單方向的向磁體注入電流，填補(bǔ)紋波，將整體的電流修正到紋波很低的水平。從磁體中吸收電流，是削波的方式將紋波中和得到紋波更小的電流。前兩種方案的綜合，將高于設(shè)定值得電流吸收、低于設(shè)定值的電流則進(jìn)...

脈沖發(fā)電機(jī)電源是由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和整流器三部分構(gòu)成。發(fā)電機(jī)由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后發(fā)電機(jī)將儲(chǔ)存的旋轉(zhuǎn)勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)整流器變換得到直流電壓對(duì)磁體供電。整流器可以通過(guò)反饋控制給磁體提供的電壓電流，具有較好的可控性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)波形的初步調(diào)節(jié)和控制。由電...

諧振電感是為諧振電容提供足夠的充放電能量，實(shí)現(xiàn)滯后橋臂的零電壓開(kāi)通。諧振電感的參數(shù)選擇對(duì)整個(gè)電路的軟開(kāi)關(guān)都很重要。為了滿足能量的要求是希望諧振電感值越大越好，并且大電感可以有效抑制電流的急劇變化，防止振蕩，消除尖刺峰值。但是電感值過(guò)大會(huì)導(dǎo)致更大的占空比丟失，降...

在變壓器原邊副邊匝數(shù)確定后即可進(jìn)行繞制。根據(jù)高頻變壓器的實(shí)際工況，變壓器中流通的是高頻大電流，所以必須要考慮集膚效應(yīng)。在選用繞制的導(dǎo)線時(shí)一方面要線徑足夠，滿足安全性。同時(shí)在集膚效應(yīng)的影響下，如果線徑較大則比較好選用扁銅線。取值銅線流通的電流密度J=3.5A/m...

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中， 產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的磁體實(shí)際是一個(gè)大電感線圈，由大容量的電源系 統(tǒng)瞬時(shí)放電， 通過(guò)給磁體提供瞬間的大電流，在磁體中產(chǎn)生響應(yīng)的強(qiáng)磁場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)中磁體可以等效為電阻Rm和大電感Lm串聯(lián)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度和通過(guò)電感的電流時(shí)呈線性關(guān)系的，要想得到高穩(wěn)定度的脈沖平頂磁...

第二階段的仿真是在***次仿真的基礎(chǔ)上，加入了高頻變壓器以及負(fù)載部分。第二階段仿真時(shí)針對(duì)整個(gè)電路的仿真，主要目的是對(duì)控制方案給以理論研究。閉環(huán)反饋控制中采用典型的PID控制模式，仿真過(guò)程通過(guò)對(duì)PID參數(shù)的調(diào)試加深對(duì)控制方案的理解，以便在后續(xù)主電路調(diào)試過(guò)程中能更...

從持續(xù)時(shí)間的角度上分類，強(qiáng)磁場(chǎng)可以分為脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)和穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)。脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)可以產(chǎn)生很高的磁場(chǎng)，能為一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供所需要的磁場(chǎng)環(huán)境。但磁場(chǎng)持續(xù)的時(shí)間短，且磁場(chǎng)的強(qiáng)度在短時(shí)刻內(nèi)是脈沖尖峰狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)是持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)的強(qiáng)度時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，...

隨著現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)研究不斷的深入和科學(xué)的不斷發(fā)展，科學(xué)家對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境的要求也越來(lái)越高，從而對(duì)脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)的建設(shè)也提出了更高的要求。在歐美以及日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)較早建立了強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，主要有美國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、法國(guó)國(guó)家強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室、德國(guó)德累斯頓強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室、荷蘭萊...

微分時(shí)間常數(shù)一般先取值為0，當(dāng)系統(tǒng)的控制效果不夠好的時(shí)候，可以跟設(shè)定比例積分常數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)的方法一樣，***選定最大值的0.3倍左右。PID環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定完成后，將參數(shù)代入程序內(nèi)部，根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)調(diào)。如圖4-10所示為PID子程序執(zhí)行流程的框圖，...

若設(shè)定比較器周期值為T(mén)1PR，當(dāng)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)寄存器T1CNT的值在每個(gè)周期由0增加至T1PR然后再減為0，如此循環(huán)。在每個(gè)周期中當(dāng)出現(xiàn)T1CNT=T1CMPR和T1CNT=T2CMPR時(shí)，則相應(yīng)的PWM波就會(huì)發(fā)生電平轉(zhuǎn)換。每一個(gè)周期中，當(dāng)T1CNT=...

由移相全橋電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖可以看到，四個(gè)橋臂上每個(gè)開(kāi)關(guān)管都并聯(lián)有諧振電容，諧振電容的存在可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓關(guān)斷。所以我們只需要關(guān)心開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，要實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，必須在開(kāi)關(guān)管觸發(fā)開(kāi)通前，有足夠的能量中和掉諧振電容上的電荷，并且要完成該開(kāi)關(guān)管同...

在實(shí)際的系統(tǒng)中，考慮到變壓器有原邊漏感的存在，實(shí)際選用的諧振電感值比計(jì)算的諧振電感值要小，工程調(diào)試中可以以計(jì)算得到的諧振電感值為基準(zhǔn)，將諧振電感設(shè)計(jì)為可調(diào)電感，根據(jù)電路的實(shí)際情況調(diào)動(dòng)諧振電感值來(lái)配合諧振電容完成零開(kāi)通。本電路的仿真分為兩個(gè)階段，第一階段仿真不納...

在超前橋臂上開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)過(guò)程中，橋臂上兩個(gè)諧振電容充放電的能量由諧振電感和負(fù)載端濾波電感共同提供，在能量關(guān)系上很容易滿足。當(dāng)諧振電感上電流Ip值變小或輸入電壓變大時(shí)，超前橋臂諧振電容充放電時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，即當(dāng)變換器輕載時(shí)，開(kāi)關(guān)管可能會(huì)失去零開(kāi)通條件。在上式中，輸入端...

在本設(shè)計(jì)中為防止單臂直通設(shè)置了兩路保護(hù)：1）在超前橋臂和滯后橋臂上分別放置電流霍爾分辨監(jiān)測(cè)兩橋臂上的電流值，電流霍爾的輸出端連接至保護(hù)電路。如果出現(xiàn)過(guò)電流則保護(hù)電路**終動(dòng)作于PWM波輸出模塊，將4路輸出PWM波的比較器鎖死，使得輸出為低電平，進(jìn)而關(guān)斷橋臂上4...

輸出濾波電感參數(shù)計(jì)算：在移相全橋變換器中，原邊的交流方波經(jīng)過(guò)高頻變壓器和全橋整流后，得到的是高頻直流方波，方波的頻率是原邊開(kāi)關(guān)頻率的2倍。一般來(lái)說(shuō)，為了減小輸出電流的脈動(dòng)值，是希望濾波電感的值越大越好。但是電感值過(guò)大意味著電感的體積和重量增大，并且整個(gè)變換器的...