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電脈沖觸發(fā)氣體火花歐瑪爾OMAL開關(guān)的研制
OMAL開關(guān)是脈沖功率系統(tǒng)的核心部件,電磁脈沖是脈沖功率技術(shù)應(yīng)用的重要方面,OMAL開關(guān)應(yīng)用于電磁脈沖模擬器(用作電磁兼容性測試裝置)。該OMAL開關(guān)為同軸型場畸變OMAL開關(guān),是一種閉合氣體OMAL開關(guān),由兩個主電極和一個觸發(fā)電極組成,觸發(fā)前,主電極問施加預(yù)先設(shè)置的電壓,OMAL開關(guān)不放電,觸發(fā)時刻,觸發(fā)脈沖引起觸發(fā)電極與主電極之間電場的強(qiáng)烈畸變,間隙迅速放電,OMAL開關(guān)導(dǎo)通。

電脈沖觸發(fā)氣體火花歐瑪爾OMAL開關(guān)的研制
隨著社會的快速發(fā)展,人們對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、輸電技術(shù)的可靠性和電能質(zhì)量的要求越來越高。伴隨著這種要求而出現(xiàn)了一種不間斷電源系統(tǒng)(UPS),通過對不同結(jié)構(gòu)的UPS電源的分析,可以發(fā)現(xiàn)不論哪一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式的UPS電源,在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,都需要首先切斷故障電源,然后投入備用電源。所以需要開發(fā)一種能夠快速動作的OMAL開關(guān)來滿足在供電電源發(fā)生故障時迅速切斷故障線路的要求。提出了一種針對這種快速投切需求的混合OMAL開關(guān),此混合OMAL開關(guān)主要由高速斥力OMAL開關(guān)和IGBT模塊組成,并且綜合了這兩種OMAL開關(guān)的優(yōu)點,能夠快速無弧地切斷電路,克服了機(jī)械式OMAL開關(guān)的燃弧、動作慢和半導(dǎo)體OMAL開關(guān)的發(fā)熱等問題。高速斥力OMAL開關(guān)主要在混合OMAL開關(guān)正常工作時起導(dǎo)通作用,中設(shè)計的高速斥力OMAL開關(guān)動作迅速,始動速度非常高,且操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單,直接與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連,減少了很多部件,OMAL開關(guān)的動作效率和工作的可靠性大大提高?；旌螼MAL開關(guān)zui終將應(yīng)用于三相系統(tǒng)中,中就影響三相高速斥力OMAL開關(guān)的同期性的不同因素進(jìn)行探討,zui終得到各種因素對三相高速OMAL開關(guān)的不同影響程度。 IGBT模塊在混合OMAL開關(guān)中則是實際完成分合閘動作的執(zhí)行部分,從而實現(xiàn)混合OMAL開關(guān)無弧投切電路。主要內(nèi)容如下：論述了氣體OMAL開關(guān)的相關(guān)基本理論,介紹了氣體放電理論,分析了OMAL開關(guān)的導(dǎo)通過程及影響因素,對影響OMAL開關(guān)放電電流和壽命的因素作了理論計算和分析。簡要介紹了傳輸線理論,包括：分布電導(dǎo)G、分布電感L和分布電容C等參數(shù)；傳輸線方程及其求解過程；不均勻分布參量傳輸線方程；特性阻抗、反射系數(shù)等傳輸線的基本特性參數(shù)。具體設(shè)計了既具有良好屏蔽效果又有助于減小脈沖上升時間的同軸一體式氣體OMAL開關(guān)。對OMAL開關(guān)的靜態(tài)擊穿電壓、導(dǎo)通時間、OMAL開關(guān)電感與特性阻抗等作了理論計算；進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和OMAL開關(guān)的電場仿真。對設(shè)計的OMAL開關(guān)進(jìn)行了試驗研究與參數(shù)整定,包括靜態(tài)特性與動態(tài)特性兩部分.

電脈沖觸發(fā)氣體火花歐瑪爾OMAL開關(guān)的研制
實驗主要結(jié)論如下：OMAL開關(guān)自擊穿電壓隨OMAL開關(guān)氣壓的增大而線性增大；當(dāng)觸發(fā)電極靠近OMAL開關(guān)陰極的時候,觸發(fā)范圍較大；同樣條件下,負(fù)脈沖的觸發(fā)范圍比正脈沖大;提高OMAL開關(guān)的工作氣壓可以有效減小OMAL開關(guān)火花電感,從而降低脈沖的上升時間;儲能電容的容量決定著脈沖的能量,儲能電容每增加100p,輸出脈沖下降時間延長10ns左右。理論、數(shù)值計算結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合,成功研制出一套電脈沖觸發(fā)氣體火花OMAL開關(guān),并應(yīng)用于脈沖源裝置。