脉冲变压器锥形绕组电压分布数值分析

为实现高压、大电流脉冲变压器在高重复频率电压作用下稳定运行，变压器的绝缘选择与布置是其设计时重点考虑的问题之一。在短脉宽、高幅值的电压作用下，变压器绕组本身形成了一个不均匀场，如果绕组绝缘结构设计不当，就很容易在绕组的局部产生畸变的强电场，导致变压器绕组击穿，对脉冲功率发生装置的研制工作造成了极大的危害。这种现象在高频下更为明显。因此，研究高功率脉冲变压器绕组的电压分布，采用适当的措施实施有效方法进行绕组结构优化设计，改善高功率脉冲变压器绕组的电压分布，将会在很大程度上提高高功率脉冲变压器重复工作的能力，对保证高功率脉冲发生器可靠、安全运行具有重要的理论与工程意义。     

脉冲形成线放电过程中Tesla变压器锥形绕组电压分布特性

 介绍了Tesla变压器与脉冲形成线一体化结构的工作原理，实验研究了形成线放电过程中形成的冲击电压波在Tesla变压器锥形次级绕组中的分布特性；给出了输入电压脉宽分别为1 μs，500 ns和100 ns时，锥形绕组中的对地电压和匝间电压分布规律；采用首端并绕、末端并绕和在首端加入屏蔽环三种措施优化绕组结构。结果表明：形成线放电过程中，变压器锥形次级绕组不会明显影响形成线中的电场分布，绕组的对地电压呈线性分布，匝间电压曲线起伏剧烈，首端电压梯度最大；三种优化措施都能抑制电压振荡，首端并绕对降低绕组首端电压梯度最为有效，末端并绕对降低绕组末端电压梯度最有效。     

Y型夹心式压电超声变压器的设计

提出了Y型夹心式压电超声变压器,基于耦合振动理论和力电类比原理,建立了变压器的机电等效电路模型,推导得到了其共振/反共振频率方程、电压增益和功率增益表达式。通过等效电路法、有限元仿真和实验研究了该变压器的功率传输特性和机电转换特性。结果表明,在共振模式下, Y型夹心式压电超声变压器的输入机电阻抗最小,电压增益和功率增益最大,有望作为双通道压电变压器应用于电子领域。     

空芯脉冲变压器锥形绕组电压分布

 研究了空芯变压器锥形绕组的电压分布特性。运用多导体传输线理论建立锥形绕组的多导体传输线数值分析模型,推导模型等效电路中各项分布参数的求解公式,利用有限元软件求解分布参数并进行模拟计算。搭建实验平台测量绕组各匝线圈首端的电压波形,得到了匝间电压和对地电压的分布规律,实验结果与模拟计算基本吻合。研究表明：分布参数会引起电压谐振,冲击电压的上升沿在绕组首端产生匝间过电压;多导体传输线模型可对锥形变压器绕组的电压分布进行有效计算。     

基于多导体传输线理论的脉冲变压器锥形绕组电压分布数值分析

 为了研究脉冲变压器锥形绕组在脉冲电压作用下的电压分布特性,采用多导体传输线方法,根据实际脉冲变压器锥形绕组的结构,建立了电气参数有限元简化计算模型及等效多导体传输线分析数学模型,以此模型计算了锥形绕组在脉冲电压激励下匝间的电压分布。计算结果表明,此模型可对脉冲变压器锥形绕组的电压分布进行有效计算,对绕组匝间绝缘设计有一定的参考意义。     

HL-1装置主机电压监测和伏秒数特性

本文给出了主机运行中各线圈电压监测结果;在测出HL-1装置变压器的磁化曲线基础上,从几个不同位置测量了装置在放电过程中伏秒数随时间变化过程的初步结果。     

基于螺旋线的紧凑型高压纳秒脉冲发生器

提出了一种结合高耦合Tesla变压器和螺旋形成线(FL)的紧凑型高压纳秒脉冲发生器,由内置Tesla变压器充电的螺旋FL包含外屏蔽筒、螺旋中筒和内导体筒,内外筒的两端均短路连接,螺旋中筒的一端开路,另一端穿过内外筒短路端面并与主开关电极连接。该结构简单紧凑、易于实现,输出脉冲前沿快、平顶好。给出了一组10 GW功率、百ns脉宽的FL设计,采用Midel 7131合成酯绝缘介质,FL外筒内径0.88 m,长度2 m。     

一种给脉冲形成线充电的带绕式高压脉冲变压器

 研制了一种耦合系数0.8，次级输出电压500kV的空芯带绕式脉冲变压器，并进行了理论和实验的初步研究。此种变压器具有结构紧凑、体积小和电性能好的优点，已用作升压变压器给脉冲调制器的水介质Blumlein线充电。在调制器的真空二极管上已获得450kV,40kA、半高脉宽大于80ns的高电压脉冲。     

地磁暴对电力系统的影响及防治策略

地磁暴是全球范围内地球磁场的剧烈扰动现象, 在电网中产生地磁感应电流(GIC)。电力变压器在GIC的作用下进入半波饱和状态, 其产生的谐波和增加的无功损耗影响电网电压稳定, 造成系统中继电保护装置误动, 随着电网电压等级的提高和电网规模的扩大, 地磁暴可能严重威胁电网安全运行。分析了变压器对GIC入侵后的响应, 以及次生灾害在电力系统中的传播过程, 阐明了磁暴对电力系统的影响机理, 分析了GIC对变压器、无功补偿设备和继电保护装置等设备的影响, 建立了GIC对系统电压稳定性影响的分析框架及基本方法, 最后提出了一种GIC优化治理策略, 与传统治理方法相比具有明显的优越性。     

一种用于触发引燃管的脉冲电源

设计了一种单电源的变压器型高电压、大电流脉冲源。该电源只有一套放电电容,以晶闸管作为放电开关,单原边双副边的脉冲变压器作为传输线。利用二极管的单向导通特性,使变压器根据负载不同的工况运行在不同的状态,分时输出高电压、大电流脉冲。该设计利用变压器在空间上将高压输出回路和低压控制回路隔离,与一般的双电源设计方式相比,降低了驱动电路的成本,减少了装置的体积,有利于设备的小型化和紧凑化。试验结果表明:当原边18 μF的储能电容充电电压为700 V时,通过晶闸管开关控制电容向2 ∶2 ∶20的单原边双副边脉冲变压器放电,副边开路时输出幅值7.6 kV、上升沿432 ns的开路电压,副边短路时输出幅值690 A、半高宽15.6 μs、前沿7.0 μs的短路电流,满足NL37248引燃管的触发要求。     

“匝／伏”概念在变压器重绕与选择中的应用

变压器绕制和计算时，一般是应用公式U1/U2=N1/N2计算．这种方法一是麻烦，学生计算时往往出错；二是调整变压器电压不太灵活．若引入“匝／伏”概念就不存在上述问题了，也给教学和应用带来了很多方便．     

不同负载下直流偏磁对特高压变压器各侧绕组电流影响的计算及分析

基于特高压变压器的时域场路耦合模型, 利用磁场模型中的能量扰动原理以及电路模型中动态电感参数建立瞬态电路偏微分方程模型。对特高压变压器负载时绕组电流受直流偏磁的影响进行了仿真计算, 针对阻性、感性和容性三种不同负载类型, 对绕组电流进行了直流偏磁计算, 并对其各次谐波变化进行了分析。面对特高压变压器大电感、小电阻带来的极为漫长的过渡过程以及直流偏磁计算易被淹没的难点, 通过在电路模型中增加串联电阻, 使达到稳态的时间大大缩短, 并通过电压迭代补偿, 有效消除增大串联电阻值导致的计算偏差, 通过对比所加偏置电流值与串联绕组中的直流分量值验证了本文模型的正确性。     

电视机中电压测量的误差

在电视机实验与维修过程中,经常用万用表测量某些关键点电压。以春风牌14—1型彩电行输出电路为例(参看图1,只画出有关件)。如果用MF—30型万用表测量行输出管集电极直流电压,此点也是行输出变压器T503⑩脚,选用500V档测得数值为250V(不同万用表测得值不一样),比标称值110V偏高,误差很大。接着测量T503⑦脚电压,测得数值为108V,数据准确误差不大。前者为什么产生很大误差?需要对误差进行讨论、分析。     

脉冲变压器锥形高压绕组电压分布实验研究

 对脉冲变压器锥形高压绕组进行了脉宽为1 μs，500 ns及100 ns三种不同脉宽的单脉冲实验，研究了不同输入条件下绕组中的电压分布特性，比较了空心、加内铁芯和加内外铁芯三种不同结构绕组中的对地电压及匝间电压的分布曲线。实验结果表明：在高频冲击电压条件下，脉冲变压器锥形高压绕组中的电压呈现非线性分布且存在明显的振荡过程，导致绕组首端的电压梯度增大，伴随脉宽减小电压波形发生明显畸变，冲击电压以波的形式在绕组中传播，从而引起匝间电压按照正弦规律起伏变化，匝间电压的极值通常出现在绕组首末端，加入铁芯有助于抑制电压谐振但同时增大了匝间电压。     

一种实用的开关稳压恒流气体激光电源

本文报道了我们研制成功的一种新型气体激光开关稳压恒流电源。设计制作的特点是：引入２０ｋＨｚ开关电路，丢弃次级高压的工频变压器，选用现行彩电行输出变压器和通用集成模块，用以产生连续可调的起辉电压和恒流工作电压，供不同管型Ｈｅ－Ｎｅ激光器选用。电路结构更趋小型化、高频化、集成化与通用化。测试与应用结果表明本电源具有优良的性能／价格比，且易于自行制作。     

中性束注入系统加速极电源高压部件设计

基于负离子的中性束注入是未来大型托卡马克装置不可或缺的辅助加热方式。中性束系统中的加速极电源需要输出-200 kV电压和5 MW的功率,还经常面临负载短路和断路的特殊工况。过去对加速极电源的研究中缺少高压部分的方案设计,而电源中高压部件的绝缘设计是电源研制过程中必不可少的关键环节。据电源指标和特殊工况的特点,计算了电源高压部分的隔离升压变压器、高压整流器和高压滤波器的电路参数,并对这些部件基于油浸式绝缘进行了工程设计,通过有限元仿真分析进行了绝缘验证。仿真结果表明,这些部件中的电场强度最高为16.22 kV/mm,小于变压器油击穿场强并具有2倍的绝缘裕度。设计的高压部件结构可以满足电源的绝缘要求。     

2014年新课标Ⅱ卷第21题的错解分析和反思

变压器模型是高中物理的重要模型,也是高考的重点和热点,它在2014年7套高考试题中出现,它可以综合交流电发电机、有效值和远距离输电等电学问题.2014年新课标Ⅱ卷第21题就是一道典型的电学综合题,重点考查了学生对于二极管、交流电路和变压器工作原理的综合分析能力.但笔者发现本题在网上和出版物中均出现了一些错解,于是就该题作一粗浅的分析.原题如下.     

Tesla变压器形成线电压测量系统设计

设计了一套电压测量系统，该测量系统用于测量兆伏级Tesla变压器的形成线电压。文中简述了电容分压器的电路原理，给出了波形无畸变条件。     

巧用变压器的“变电阻”作用

理想变压器的原副线圈匝数分别为n1，n2，输入端和输出端的交流电压的有效值分别为U1，U2，原副线圈中的电流分别为I1，I2，则U1/U2=n1/n2,I1/I2=n2/n1。     

用爆磁压缩发生器产生高功率脉冲高电压

利用螺旋型爆磁压缩发生器(Helical Explosive-Magnetic-Generators，简称HEMG)产生的脉冲高电压是爆磁压缩技术应用的一大方向。如何利用HEMG产生几百千伏甚至兆伏高电压脉冲一直受到人们的关注。20世纪80年代初期，利用传统变压器升压方法可以获得500-800kV的高电压，但系统输出电压受变压器耐压能力极大限制。国内外多年研究经验表明，要获得几兆伏甚至10MV以上高电压主要还是要依靠电爆炸丝断路开关(EEOS)。