CN103475184A - 模块化惯性储能脉冲电源 - Google Patents

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模块化惯性储能脉冲电源，涉及一种脉冲电源。为了解决目前的高功率脉冲电源存在采用的补偿脉冲发电机通用性差且成本高的问题。它包括n个补偿脉冲发电机模块，n个开关模块和1个负载***；所述n个补偿脉冲发电机模块分别与所述n个开关模块串联连接形成n个放电支路；所述n个放电支路和负载***并联连接，n为正整数；所述补偿脉冲发电机模块包括2个补偿脉冲发电机组和机架；所述2个补偿脉冲发电机组并联连接，并固定在机架上；所述2个补偿脉冲发电机组的旋转方向相反且转速相同。它用于对不同种类、型号的脉冲功率装置提供工作电源。

Description

模块化惯性储能脉冲电源
技术领域
本发明涉及一种脉冲电源，特别涉及一种模块化惯性储能脉冲电源。
背景技术
高功率脉冲电源是脉冲功率***中的重要部件，它为脉冲功率***提供所需的能量。补偿脉冲发电机是一种特殊的同步发电机，它利用磁通压缩原理对电枢绕组进行补偿，有效的降低了电机的内电感，能够瞬时输出极大的电流脉冲，将发电机的惯性储能转化为电能，是未来脉冲功率***理想的小型化电源。
不同种类、型号的脉冲功率装置对补偿脉冲发电机的功率等级要求、输出特性要求、安装结构要求等各不相同，这一方面造成电机生产厂家需要针对不同负载分别开发出相应的产品，导致研究开发成本高昂、研发周期较长，另一方面使得单台电机应用对象受限，通用性较差，不利于脉冲功率装置的系列化研制。同时，随着用户对电机性能需求的提升，对电机的可靠性要求也在不断增加，用户希望电机具有较高的可靠性和较强的容错能力，以使电机在发生故障时，还能继续工作，不会造成大的损失或者安全事故。所以目前的高功率脉冲电源存在采用的补偿脉冲发电机通用性差且成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前的高功率脉冲电源存在采用的补偿脉冲发电机通用性差且成本高的问题，本发明提供一种模块化惯性储能脉冲电源。
本发明的模块化惯性储能脉冲电源，它包括n个补偿脉冲发电机模块，n个开关模块和1个负载***；
所述n个补偿脉冲发电机模块分别与所述n个开关模块串联连接形成n个放电支路；所述n个放电支路和负载***并联连接，n为正整数；
所述补偿脉冲发电机模块包括2个补偿脉冲发电机组和机架；所述2个补偿脉冲发电机组并联连接，并固定在机架上；所述2个补偿脉冲发电机组的旋转方向相反且转速相同。
所述补偿脉冲发电机组包括补偿脉冲发电机、原动机、原动机控制器和联轴器；
原动机控制器的控制信号输出端连接原动机的控制信号输入端，原动机输出轴通过联轴器连接补偿脉冲发电机的输入轴。
本发明的优点在于，
1.多个补偿脉冲发电机模块构成脉冲成形网络，模块个数可根据负载需求调节，使得脉冲电源输出特性灵活，易于匹配各种类型的脉冲功率***，通用性好；
2.单体电机不受负载需求的制约，易于实现单体最优化设计；模块化设计电机，节约了设计和制造、管理的成本，缩短了产品制造周期，由于采用同一稳定、成熟的设计，发电机的运行可靠性大为提高；
3.模块化惯性储能脉冲电源具有高容错性、高可靠性，当单一脉冲发电机模块故障时，脉冲电源仍能工作；
4.单模块内的两台补偿脉冲发电机旋转方向相反，使得放电时两台发电机对机座产生的作用力相互抵消，有利于机组的固定。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的模块化惯性储能脉冲电源的原理示意图。
图2为具体实施方式二所述的补偿脉冲发电机组的原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的模块化惯性储能脉冲电源，它包括n个补偿脉冲发电机模块1，n个开关模块2和1个负载***3；
所述n个补偿脉冲发电机模块1分别与所述n个开关模块2串联连接形成n个放电支路；所述n个放电支路和负载***3并联连接，n为正整数；
所述补偿脉冲发电机模块1包括2个补偿脉冲发电机组和机架8；所述2个补偿脉冲发电机组并联连接，并固定在机架8上；所述2个补偿脉冲发电机组的旋转方向相反且转速相同。
本实施方式采用模块化设计的补偿脉冲发电机构成惯性储能脉冲电源***，把1对旋转方向相反的补偿脉冲发电机组作为1个模块，n个电机模块并联工作，构成脉冲成形网络共同对负载***进行放电。
所述惯性储能脉冲电源包括2n台补偿脉冲发电机，且各补偿脉冲发电机完全相同；所述补偿脉冲发电机模块的个数n，可根据负载***的需求增加或减少。
本实施方式所述补偿脉冲发电机可以按照通用化、系列化的要求，将机组各部件模块外形、安装接口、电气接口统筹设计、统筹选型，给电机生产厂家和用户都带来极大的便利。
本实施方式所述补偿脉冲发电机为模块化设计，一种电机便可以满足各类型负载的要求，负载功率的增加只是电机模块数目的简单叠加，而不需要进行新的设计，降低了成本。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的模块化惯性储能脉冲电源的进一步限定，所述补偿脉冲发电机组包括补偿脉冲发电机4、原动机5、原动机控制器6和联轴器7；
原动机控制器6的控制信号输出端连接原动机5的控制信号输入端，原动机5输出轴通过联轴器7连接补偿脉冲发电机4的输入轴。
原动机5经原动机控制器6控制，拖动补偿脉冲发电机4到额定转速，为补偿脉冲发电机4提供初始的惯性储能；补偿脉冲发电机4根据触发信号，经开关模块2向负载***放电，将补偿脉冲发电机4转子储存的动能转换为负载***所需的电能。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的模块化惯性储能脉冲电源的进一步限定，
所述原动机的最高转速的范围为8000转/分钟～12000转/分钟。
补偿脉冲发电机是利用惯性储能的发电机，惯性储能与电机转速的平方成正比，高速的原动机能够使***获得更高的初始惯性储能。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的模块化惯性储能脉冲电源的进一步限定，
所述原动机为高速永磁电动机或高速感应电动机。

Claims (4)

1.模块化惯性储能脉冲电源，其特征在于，
它包括n个补偿脉冲发电机模块（1），n个开关模块（2）和1个负载***（3）；
所述n个补偿脉冲发电机模块（1）分别与所述n个开关模块（2）串联连接形成n个放电支路；所述n个放电支路和负载***（3）并联连接，n为正整数；
所述补偿脉冲发电机模块（1）包括2个补偿脉冲发电机组和机架（8）；所述2个补偿脉冲发电机组并联连接，并固定在机架（8）上；所述2个补偿脉冲发电机组的旋转方向相反且转速相同。
2.根据权利要求1所述的模块化惯性储能脉冲电源，其特征在于，
所述补偿脉冲发电机组包括补偿脉冲发电机（4）、原动机（5）、原动机控制器（6）和联轴器（7）；
原动机控制器（6）的控制信号输出端连接原动机（5）的控制信号输入端，原动机（5）输出轴通过联轴器（7）连接补偿脉冲发电机（4）的输入轴。
3.根据权利要求2所述的模块化惯性储能脉冲电源，其特征在于，
所述原动机的最高转速的范围为8000转/分钟～12000转/分钟。
4.根据权利要求1或3所述的模块化惯性储能脉冲电源，其特征在于，
所述原动机为高速永磁电动机或高速感应电动机。
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