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随着电力电子技术的发展,脉冲整流型电源系统广泛应用于工业及科学实验领域中,如:贵金属电镀、机车牵引、粒子回旋加速器、托卡马克装置、脉冲强磁场装置等等。脉冲整流型电源系统可以从电网直接获取能量或者由脉冲发电机储能后给整流器提供能量。脉冲发电机供电的整流型电源避免了大功率负荷对电网的冲击,但是发电机出口电压及频率的变化给整流器的控制提出了挑战。本文针对武汉脉冲强磁场科学中心的脉冲发电机供电整流型电源系统进行建模、分析并提出整流器控制的设计原则和改进。 分析了凸极同步电机的特性并给出了其等效模型,在此基础上提出了脉冲发电机的简化计算模型。通过仿真验证了该模型的准确性,简化了脉冲发电机供电的整流电源系统直流侧的分析及磁体优化过程。研究了延边变压器的原理和特性,给出了简化模型并根据测量结果确定了简化模型中的参数。通过低压试车实验,校核了磁体变电阻模型的参数,提高了其简化模型的准确性。 脉冲整流型电源系统用于将交流电转换为可控的直流电,针对电网供电整流型电源的不同工况给出了其外特性方程,并基于简化计算模型提出了脉冲发电机供电整流型电源系统的工况方程及外特性曲线,从而确定了整流电源系统的工作区域。 分析了磁体负载双线圈的特征,采用了负载温升小且方法简单、稳定的无电流平顶控制策略。研究了直流测纹波、交流侧谐波及发电机功率因数,提出了无电流平顶控制策略的三个原则。利用matlab仿真,得到50T/100ms平顶磁场,最终实验结果验证了该控制方法。