1 哈尔滨工业大学 电气工程系, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学 空间基础科学研究中心, 哈尔滨 150001
3 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为满足脉冲磁窗技术对磁体激励电流的需求(平台期时间1~10 ms可调, 最小值约24 kA), 研究了一种能量利用率高、能库小的多电容器组分时放电电源。设计了脉冲电源的拓扑结构, 基于仿真分析了电源参数与电流纹波、电容器组路数之间的关系, 及其对放电回路参数变化的敏感性, 给出了6路电容器组分时放电的优化结构, 并通过实验进行了验证。实验过程中通过晶闸管串联提高了其关断的可靠性, 通过二极管三串两并的方式解决了重频模式下二极管承受反向电压能力下降的问题, 进一步提高了电源放电的可靠性。
脉冲电源 电容器放电 平台期 功率晶闸管 续流二极管 pulsed power supply capacitor discharge flattop power thyristor crowbar diode 强激光与粒子束
2019, 31(4): 040018
1 哈尔滨工业大学 低温与超导技术研究所, 哈尔滨 150001
2 劳伦兹伯克利国家实验室, 加利福尼亚 94720, 美国
超导磁体失超过程的过电压准确分析是失超保护系统设计的基础。对于分段保护的超导螺线管磁体, 在传统椭球形正常区失超传播模型的基础上, 将3维温度计算结果映射到1维导线方向上, 确定沿导线的温度分布, 进而计算出各匝电阻。将线圈看作以匝为单位的电阻和电感组成的电路, 计算出沿导线的电阻电压、电感电压以及合电压瞬态分布, 较准确地估计了失超过程中最大对地电压、层间电压和匝间电压。利用该方法对某分段保护的螺线管磁体进行了计算, 获得了失超过程中磁体内部过电压；发现磁体内部的电压分布由方向相反的电感电压和电阻电压共同决定；以单段正常区电阻电压作为该磁体对地电压过于保守。
超导磁体 失超保护 分段保护 失超模拟 过电压 superconducting magnets quench protection multi-sectioned protection quench simulation over voltage
