重复频率脉冲电源测试诊断技术研究

摘要

重复频率脉冲功率技术不但在核聚变、强激光、高功率微波、电子束（离子束）加速器等军用领域发挥着重要的作用，而且在环境烟气处理、脉冲放电等离子体脱硫脱硝等民用领域也发挥重要作用。
　　本课题根据高功率微波领域对重复频率脉冲驱动源的研制需求，通过研究高电压、大电流测试技术，经过理论计算和软件仿真，设计了一个高压阻容分压器和一个罗科夫斯基线圈，测试重复频率电源关键点的电压、电流，分析测试数据，提出电源系统的整改措施，优化了电源设计。
　　论文还通过研究数据采集技术、信号处理技术、故障诊断技术和虚拟仪器技术，提出了实现重复频率快脉冲测试诊断的整体解决方案。其中，通过分析各种数据采集设备的优缺点，结合本课题的研制需求，硬件选用了凌华公司的PXI数据采集系统，软件采用LabVIEW设计开发了重复频率快信号的采集诊断软件，研制出了具有自主知识产权的实时诊断系统。并在1200 kV重复频率脉冲电源系统中应用，完成了重复频率脉冲电源以100 Hz频率运行1 min时6000个波形的存储和实时诊断。这对于开展重复频率脉冲电源的测试诊断技术研究具有一定的通用性和实用性，也为重复频率脉冲功率装置从实验室走向工业化应用奠定了基础。
　　文中第一章介绍了国内外重复频率脉冲技术及测试诊断技术的研究状况，分析了论文选题的意义和依据，介绍了论文的主要工作和特色之处。第二章归纳总结了现在常用的几种测试方法和数据采集手段，根据重复频率脉冲关键点电压、电流的特点，通过理论分析和软件仿真，确定了关键点的测试方法。第三章介绍了数据采集诊断系统的硬件选型和软件设计。第四章介绍了远程实时监测系统的设计。第五章对测控系统中电磁兼容(EMC)问题进行了详细探讨，给出了该系统的电磁兼容设计。第六章介绍了将该测试诊断系统成功用于1200 kV重复频率脉冲电源的测试结果，并对测试结果进行了分析。第七章总结了论文的主要工作并提出了下一步的工作重点。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 重复频率脉冲电源及相关技术的发展

1．1．1 重复频率脉冲功率技术的发展

1．1．2 测试技术的发展状况

1．1．3 数据采集技术的发展

1．1．4 虚拟仪器技术的发展

1．2 论文选题的依据和意义

1．3 论文的主要工作

1．4 论文的特色之处

第二章 重复频率脉冲电源试验装置及其测试系统设计

2．1 重复频率脉冲电源试验装置

2．1．1 脉冲变压器型重复频率脉冲电源的工作原理

2．1．2 重复频率脉冲电源的主要技术指标

2．1．3 重复频率脉冲电源中关键点的测试

2．2 脉冲高电压、大电流的常用测试方法

2．2．1 高电压的测试方法

2．2．2 大电流的测试方法

2．3 脉冲高电压的测试设计

2．3．1 分压器选择

2．3．2 分压器电路的设计

2．3．3 高压阻容分压器的结构、绝缘强度设计

2．3．4 仿真结果

2．3．5 分压比的标定

2．4 脉冲大电流的测试设计

2．4．1 闸流管处脉冲大电流的测试方法的选择

2．4．2 自积分式罗科夫斯基线圈的灵敏度设计

2．4．3 自积分式罗科夫斯基线圈的结构设计

2．4．4 电流探头的标定

2．5 小结

第三章 数据的采集及信号的诊断

3．1 数据采集技术和信号处理技术

3．1．1 LabVIEW软件开发平台简介

3．1．2 基于LabVIEW的数据采集技术

3．1．3 LabVIEW的信号处理与分析

3．2 数据采集系统的硬件选型与设计

3．2．1 系统硬件结构

3．2．2 高速数据采集卡PXI9820

3．2．3 多功能DAQ卡PXI2005

3．2．4 高速数字I／O卡cPCI7230

3．3 数据采集系统的软件设计

3．3．1 系统的工作流程

3．3．2 高速数据采集卡PXI9820的编程

3．3．3 多功能数据采集卡PXI2005的编程

3．3．4 高速数字I／O的编程

3．4 数据的存储

3．4．1 数据实时存储到硬盘

3．4．2 数据通过队列存储到硬盘

3．4．3 本课题中的数据存储方法

3．5 数据的诊断

3．6 小结

第四章 数据的远程监测

4．1 利用Remote Panels技术实现远程虚拟仪器

4．2 利用远程桌面连接实现远程监测

4．3 本课题所采用的远程技术

4．4 小结

第五章 重复频率脉冲电源测试诊断系统的电磁兼容研究

5．1 电磁兼容的概念及应用

5．2 本系统中的电磁干扰源

5．3 电磁干扰的抑制措施

5．3．1 电源抗干扰

5．3．2 屏蔽和隔离等措施

5．3．3 系统接地

5．4 小结

第六章 试验结果及分析

6．1 阻容分压器在1200 kV重复频率脉冲电源中的应用

6．2 电流的测试结果及分析

6．2．1 电流探头在1200 kV电源中的应用

6．2．2 电流探头在1200 kV重复频率电源中的测试结果分析

6．3 数据采集系统的测试结果

6．4 小结

第七章 结束语

7．1 论文的主要工作成果

7．2 今后工作的展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表文章情况

获奖和获专利情况

参加学术活动情况