加速器磁铁电源低次纹波抑制实验研究

文中对目前国内高能加速器主磁铁电源低次纹波抑制方法进行了理论和实验分析,指出了其主要缺点.在此基础上,介绍了笔者应用有源滤波器抑制电源纹波的实验研究效果,并且简要介绍了该有源滤波器的结构和设计要点.     

基于SSOGI-RLSMC联合算法的加速器电源纹波抑制

重离子加速器电源系统对励磁电源输出电流的稳定度和纹波精度要求高.磁铁负载的存在产生的纹波,会对加速器通过磁场精确控制粒子运动轨迹带来影响.针对以上问题,提出一种基于SSOGI-RLSMC新型联合算法,以减小磁铁负载影响下励磁电源输出的电流纹波,提高电流稳定度.新型联合算法通过并联型二阶广义积分器(SSOGI)作为纹波检...     

稳态强磁场电源直流有源滤波器研究

对稳态强磁场装置电源所需的直流有源滤波器(DAF)进行了设计,提出了利用PWM及并联有源滤波技术的滤波方案。根据其实际负载特性,通过检测负载端电压,利用PWM控制技术产生DAF所需电流并补偿纹波电流。通过对负载侧的滤波电容进行充、放电来调整负载端电压,从而实现负载电流的低纹波。分析表明,该系统具有良好的快速跟踪性能及对谐波很好的抑制效果。仿真结果表明该有源滤波器的良好性能,尤其对低次谐波的抑制更为明显。实验室研样机验证了所提出方案的可行性。     

基于超导储能系统的有源电力滤波器

电力系统中电力电子装置的广泛应用,为电网中注入了一定的谐波及无功电流,从而影响电网的稳定运行.本文提出了一种基于超导储能系统并采用直接功率控制的有源电力滤波器.与传统的有源电力滤波器相比,超导储能系统不但可以滤除谐波,还可以滤除有功功率波动.通过Matlab/Simulink对基于超导储能系统的有源电力滤波器进行仿真验证.     

光纤光栅群时延纹波对微波光子滤波性能的影响

建立了一种研究光纤光栅群时延纹波(GDR)对微波光子滤波性能影响的理论模型,探讨了群时延纹波对相干光源型和非相干光源型微波光子滤波器性能的影响。基于该理论模型,分别在随机分布的GDR和实测GDR影响下,分析了微波光子滤波器幅频响应、相频响应的演变趋势。相干光源型滤波器中,GDR主要影响体现为陷波点频率的偏移,而非相干光源型滤波器中GDR则导致幅频响应形状和线性相位畸变;而在多抽头情形下,GDR导致边模抑制比下降和消光比劣化。     

14T核磁共振成像超导磁体电源拓扑设计及纹波抑制

根据14T 核磁共振成像(MRI)大电感超导体磁体(电感307H、连接阻抗2mΩ)负载纹波的需求(低压为3V、电流为1500A、电流纹波小于1ppm)，基于常见拓扑结构出现的问题，提出了一种适用于这种大电感超导磁体运行电源的拓扑结构。此拓扑结构采用多级处理、无源滤波和有源滤波相结合的思想来设计。介绍了电源的输入级、中间变换级及输出级三个部分的拓扑，并阐述了各部分拓扑设计对负载电流纹波抑制的作用。通过 Matlab 仿真分析，验证了拓扑设计的合理性。     

稳态强磁场装置电源系统并联直流有源滤波器的实现新方案

结合串联型有源滤波器和并联型PWM有源滤波器的特点,提出了并联型线性调整有源滤波方案。介绍了该有源滤波器的结构及其工作原理,对其具体的实现方案进行了分析设计。就该直流有源滤波器进行了建模仿真,模拟结果证实了其参数设计是合理的,基于所提出的方案,研制了一台实验原型。实验结果表明,该滤波器具有良好的滤波效果。     

100 kV/25 mA低纹波高压直流电源研制

百千伏高压直流电源广泛应用于电子束产生与应用领域。高压直流电源电压纹波是影响束流品质的重要因素之一。某型等效阻抗为4 MΩ的电子枪对加载电压提出峰峰值高压纹波不超过0.06%,同时实现较小高压储能以减小打火时电子枪损伤风险,基于全桥逆变和双极性Cockcroft-Walton倍压电路设计了一种不对称电容布局的高压直流电源,在分析储能与纹波、倍压效率关系基础上给出了倍压电路参数简化设计方法,实验结果表明,不额外采用滤波网络,在25 kHz逆变频率、100 kV/25 mA输出条件下纹波系数优于0.06%,相比于传统设计方法,所需高压储能可降低12%以上。     

100 kV/25 mA低纹波高压直流电源研制

百千伏高压直流电源广泛应用于电子束产生与应用领域。高压直流电源电压纹波是影响束流品质的重要因素之一。某型等效阻抗为4 MΩ的电子枪对加载电压提出峰峰值高压纹波不超过0.06%,同时实现较小高压储能以减小打火时电子枪损伤风险,基于全桥逆变和双极性Cockcroft-Walton倍压电路设计了一种不对称电容布局的高压直流电源,在分析储能与纹波、倍压效率关系基础上给出了倍压电路参数简化设计方法,实验结果表明,不额外采用滤波网络,在25 kHz逆变频率、100 kV/25 mA输出条件下纹波系数优于0.06%,相比于传统设计方法,所需高压储能可降低12%以上。     

利用有源滤波器实现谐波锁模光脉冲的均衡

提出并分析验证了一种利用有源环形滤波器对有理数谐波锁模激光器输出光脉冲幅度进行均衡的方案。方案中,光纤结构的有源环形滤波器被视为一个自由光谱范围可调谐的梳状滤波器,使有理数谐波锁模激光器输出光脉冲中的锁模分量通过而其他谐波分量和超模得到抑制,获得幅度均衡的光脉冲。理论上,对经过有源环形滤波器前后光脉冲的波形和频谱分别进行了仿真,结果表明有源环形滤波器能有效滤出所需的锁模频率,且Q值越高,光脉冲的幅度均衡效果越佳。在7阶、11阶、14阶有理数谐波锁模条件下通过实验进行验证,均获得了良好的效果,模式抑制比可提高20 d B以上。     

SC-200质子加速器输运部磁体电源的输出纹波形成机理分析及其Simplorer仿真

介绍了质子治疗加速器输运部二极磁铁电流源的技术要求、主电路拓扑。该电源要求输出电流精度为25ppm，纹波小于25ppm。电源输出电流纹波由低频纹波和高频纹波组成。对电源输出电流纹波的形成机理进行了详细的理论分析和数学计算。得出了基于冲量控制原理的脉冲宽度调制(PWM)电流跟踪控制技术可以有效消除输入低频纹波对输出电流的影响。同时也对输出电流高频纹波采用两种方法进行了定量的数学分析，并得出量化的结论和计算公式。借助AnsoftSimplorer电路仿真软件构建模型，验证了纹波规律结论及计算公式的准确性，并且提出了相应的纹波抑制策略。     

合肥光源小功率直流磁铁电源的研究

电子加速器通过对电磁场精细调整使得电子束按理想轨道运行,要求励磁电源电流精度高、稳定度高、纹波小、抗干扰能力强。介绍了合肥光源小功率直流磁铁电源系统结构和控制器系统及控制算法,并进行了仿真和实验研究。实验测得,在负载电感1 mH、等效串联电阻0.049 ,输出电流25 A下电流纹波率2.12,40 min电流稳定度6.6,电流分辨率0.01。这表明:所设计的主电路和控制器系统适用于小功率直流磁铁电源的实验研究。     

A new active power filter topology based on a chopper circuit

Active power filters(APFs) are widely used for their outstanding performance in current and voltage ripple compensation. As modern high-energy accelerators are demanding much more stringent current ripple guidelines,APFs are used in the magnet power supply(MPS) in accelerator systems. However, conventional APFs have many drawbacks due to the traditional topology, such as complex structure, nonadjustable working voltage, requirement of power supply, and so on. This paper proposes a new APF topology, which works as two types of chopper circuits.This APF does not need extra electricity, but uses the power of the MPS current ripple to realize ripple depression.Experimental results prove its feasibility and effectiveness.     

CFQS装置准环对称测试用磁体电源系统设计

CFQS装置是中国西南交通大学(SWJTU)和日本国家核融合科学研究所(NIFS)联合设计制造的中国首台准环对称仿星器,为满足装置0.1 T稳态运行的实验要求,需要为其磁体线圈设计相应的电源系统。本设计方案考虑工程实际估算线路阻抗,考虑工程裕度、电源以负载参数的1.2倍进行计算,并建立电源系统的Simulink仿真模型,分析负载电流纹波大小及网侧谐波含量。根据仿真结果优化设计方案,通过在直流侧增加无源滤波器,减小输出电流纹波,分析直流侧电压代数形式,计算滤波器参数,并仿真调节得到更加符合实际需求的滤波器参数,满足装置准环对称位形的分布磁场精度对磁体线圈电流纹波的要求。     

A new shunt DC active filter of power supply in a steady high magnetic field facility

A DC active power filter is an indispensable part in a high power and high stability power supply system, especially in the power supply system of the Steady High Magnetic Field Facility, which requires that the current ripple should be limited to 50 parts per million. In view of the disadvantages of the series DC active power filter and shunt Pulse Width Modulation DC active filter, this paper puts forward a novel DC active filter by combining the advantages of the transistor regulator and the shunt type. The structure and principle of the new shunt linear active filter are introduced. Meanwhile, the design of several key components that construct the new shunt linear active filter is also analyzed. The simulation model and an experimental prototype of the shunt linear active filter are developed, and the results verify that the parameter design is reasonable and the shunt active filter has a good filter effect.     

A new shunt DC active filter of power supply in a steady high magnetic field facility

A DC active power filter is an indispensable part in a high power and high stability power supply system, especially in the power supply system of the Steady High Magnetic Field Facility, which requires that the current ripple should be limited to 50 parts per million. In view of the disadvantages of the series DC active power filter and shunt Pulse Width Modulation DC active filter, this paper puts forward a novel DC active filter by combining the advantages of the transistor regulator and the shunt type. The structure and principle of the new shunt linear active filter are introduced. Meanwhile, the design of several key components that construct the new shunt linear active filter is also analyzed. The simulation model and an experimental prototype of the shunt linear active filter are developed, and the results verify that the parameter design is reasonable and the shunt active filter has a good filter effect.