Tesla變壓器型脈沖源及其應(yīng)用研究.pdf

1、利用脈沖變壓器可以較容易地構(gòu)造出在峰值功率、平均功率、穩(wěn)定性、壽命等方面性能優(yōu)良的脈沖功率系統(tǒng)。相比于其他類型的脈沖變壓器，螺旋線型 Tesla變壓器不僅不受鐵磁材料飽和和頻率的限制，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、次級(jí)匝間電容小、成本低、容易實(shí)現(xiàn)高變比等優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)壽命、高重復(fù)頻率運(yùn)行等應(yīng)用場(chǎng)合更具優(yōu)勢(shì)。
　　本文在對(duì) Tesla變壓器諧振充電電路模型進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上，研制了一臺(tái)匝數(shù)比為3：660的油浸式螺旋線Tesla變壓器樣機(jī)，其峰值變

2、比大于100，次級(jí)可以獲得大于150kV的高壓，能量傳輸效率可達(dá)到40％。利用樣機(jī)對(duì)螺旋線型Tesla變壓器的諧振充電特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明增大初級(jí)電容，增大失諧系數(shù)，可以提高輸出峰值變比。當(dāng)失諧系數(shù)大于1時(shí)，增大變比的同時(shí)，能量傳輸效率反而會(huì)下降。初級(jí)電流最大上升率與充電電壓成正比，與初級(jí)回路總電感成反比。
　　基于空芯螺旋線 Tesla變壓器的研究，研制了一套高壓重頻納秒脈沖電源，對(duì)其結(jié)構(gòu)和組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和測(cè)試

3、。利用濾波電容經(jīng)電感對(duì)變壓器原方電容進(jìn)行快速充電，可以滿足脈沖源重頻運(yùn)行時(shí)的充電要求。通過(guò)氣體開關(guān)對(duì)變壓器輸出的微秒脈沖進(jìn)行陡化，可以產(chǎn)生上升沿為30 ns，幅值為100kV，重復(fù)頻率為500Hz的納秒脈沖波形。
　　針對(duì)待研制直流斷路器的參數(shù)和工況，設(shè)計(jì)了一套基于Tesla變壓器的開關(guān)觸發(fā)器系統(tǒng)。為保證可靠性，設(shè)計(jì)了與多級(jí)開關(guān)并聯(lián)的阻容鏈?zhǔn)接|發(fā)分壓網(wǎng)絡(luò)。在Pspice軟件中對(duì)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)和 Tesla變壓器型觸發(fā)器的觸發(fā)過(guò)程進(jìn)行了仿