[发明专利]多路高能电脉冲同步放电系统

说明书

技术领域

本发明涉及高能放电系统技术领域，尤其涉及一种多路高能电脉冲同步放电系统。

背景技术

各种高能放电系统已在其相关技术领域得到了广泛应用，为了提高其放电能量，通常采用多路同时放电的同步放电系统，但是多数放电系统的触发电路脉冲不够窄，各路传输线结构存在较大差异，因而其同步放电精度不够高，造成多路能量不能在一个极短时间内集中释放到负载中，能量利用率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多路高能电脉冲同步放电系统，其同步放电精度高，能量利用率高。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

多路高能电脉冲同步放电系统，包括高压直流电源、控制系统、高压ns产生装置、第一限流保护电路、第二限流保护电路、第三限流保护电路、第一高压开关、第二高压开关、第三高压开关、第一过压保护电路、第二过压保护电路、第三过压保护电路、第一储能电容、第二储能电容、第三储能电容、第一电压取样电路、第二电压取样电路、第三电压取样电路、第一脉冲开关、第二脉冲开关、第三脉冲开关、第一同轴传输电缆L1、第二同轴传输电缆L2、第三同轴传输电缆L3、第四同轴传输电缆L4、第五同轴传输电缆L5、第六同轴传输电缆L6、第七同轴传输电缆L7、第八同轴传输电缆L8和第九同轴传输电缆L9，高压直流电源分别与控制系统和第一限流保护电路、第二限流保护电路、第三限流保护电路连接，第一限流保护电路与第一高压开关连接，第二限流保护电路与第二高压开关连接，第三限流保护电路与第三高压开关连接，第一高压开关分别与第一储能电容和控制系统连接，第二高压开关分别与第二储能电容和控制系统连接，第三高压开关分别与第三储能电容和控制系统连接，第一储能电容通过第四同轴传输电缆L4与第一脉冲开关连接，第二储能电容通过第五同轴传输电缆L5与第二脉冲开关连接，第三储能电容通过第六同轴传输电缆L6与第三脉冲开关连接，第一电压取样电路分别与第一过压保护电路、第一储能电容、控制系统连接，第二电压取样电路分别与第二过压保护电路、第二储能电容、控制系统连接，第三电压取样电路分别与第三过压保护电路、第三储能电容控制系统连接，第一脉冲开关通过第七同轴传输电缆L7与负载连接，第二脉冲开关通过第八同轴传输电缆L8与负载连接，第三脉冲开关通过第九同轴传输电缆L9与负载连接，控制系统与高压ns产生装置连接，高压ns产生装置通过第一同轴传输电缆L1与第一脉冲开关连接，高压ns产生装置通过第二同轴传输电缆L2与第二脉冲开关连接，高压ns产生装置通过第三同轴传输电缆L3与第三脉冲开关连接。

本发明的有益效果是：系统同步放电精度高，使多路能量能在一个极短时间内集中释放到负载中，能量利用率高。

附图说明

图1是本发明多路高能电脉冲同步放电系统的结构框图。

图2是本发明一实施例的多路高能电脉冲同步放电系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细地描述：

如图1和图2所示，本发明的多路高能电脉冲同步放电系统中，高压直流电源可自制，采用三相升压变压器，将380V交流电压升压至线电压15000V，然后通过三相桥式整流电路，输出直流电压20kV，用调压器调节三相升压变压器的初级电压，使输出高压直流电压在0～20kV内连续可调，功率为5kW。控制系统采用日本三菱公司生产的Q00J可编程控制器作为控制核心组成系统，其可以控制高压直流电源的启动和停止，调节高压直流电源的输出直流高压值；也可以控制高压ns产生装置的启动和停止、发出ns脉冲的个数和频率。高压ns产生装置自制，其可以产生电压为80kV、脉宽为30ns、频率为1Hz的脉冲。限流保护电路R1、R2、R3可采用大功率电阻线绕电阻，其型号为RX-1000W；高压开关J1、J2、J3采用昆山国力真空电器有限公司生产的G64L型真空高压继电器；储能电容C1、C2、C3采用宝鸡岐山博源电气设备厂生产的型号为CHM-30kV-80μF的电容；过压保护电路SA1、SA2、SA3自制，采用放电间隙，将其放电间隙调至储能电容C1、C2、C3额定电压值时放电击穿，以保护储能电容C1、C2、C3不会过压击穿；脉冲开关S1、S2、S3自制，工作电压40kV，工作电流20kA；同轴传输电缆L1～L9采用沈阳瑞华电缆厂生产的型号为CYVZ-75的电缆；三组电压取样电路分别采用两个高压电阻组成，即高压电阻R4、R5组成第一电压取样电路，高压电阻R6、R7组成第二电压取样电路，高压电阻R8、R9组成第三电压取样电路。

本发明多路高能电脉冲同步放电系统的工作原理是：首先，控制系统启动高压直流电源，打开第一高压开关J1，高压直流电源通过第一限流保护电路R1、第一高压开关J1给第一储能电容C1充电至额定电压值，此额定电压值由控制系统预先设定，由高压电阻R4、R5组成的第一电压取样电路将第一储能电容C1上的电压值反馈给控制系统，其它储能电容C2、C3的充电与第一储能电容C1的充电过程相同。限流保护电路R1、R2、R3的作用是对充电电流进行一定的限制，起到保护高压直流电源和储能电容C1、C2、C3的目的，当各路储能电容均充电完毕后，控制系统向高压ns产生装置发出控制信号，高压ns产生装置产生高压ns脉冲，此脉冲通过第一同轴传输电缆L1、第二同轴传输电缆L2、第三同轴传输电缆L3后，同时到达第一脉冲开关S1、第二脉冲开关S2、第三脉冲开关S3，将第一脉冲开关S1、第二脉冲开关S2、第三脉冲开关S3同时触发导通，第一储能电容C1、第二储能电容C2、第三储能电容C3的电能同时分别通过第四同轴传输电缆L4、第五同轴传输电缆L5、第六同轴传输电缆L6、第一脉冲开关S1、第二脉冲开关S2、第三脉冲开关S3、第七同轴传输电缆L7、第八同轴传输电缆L8、第九同轴传输电缆L9将能量传递到负载中。每个储能电容、每个脉冲开关、每个同轴传输电缆的机械结构和电气性能制作完全一致，因此，可以保证每个脉冲开关能够同时导通放电。过压保护电路SA1、SA2、SA3的作用是保护储能电容C1、C2、C3的充电电压不能超过一定值，一旦充电电压达到过压保护电路的阈值，过压保护电路自动将储能电容C1、C2、C3的电压进行短路释放；电压取样电路的作用是对储能电容C1、C2、C3的充电电压取样后传送给控制系统。