脉冲功率储能技术电容器.ppt

第2章脉冲功率储能技术储能方法
电容储能
电感储能
机械储能
化学能储能几种储能技术比较脉冲电容器电容器集中参数电路模型电容量和漏电阻与温度、电压、湿度以及存储时间有关。环氧树脂和聚酯薄膜的介电常数随温度变化更大。电容器的寿命电容器故障的三个原因电容储能电容器组放电电容器组放电脉冲电路(1)脉冲电流的幅值Im均与电容储能W和电感值有关。若增大Im，减小电感L，增大电压U0或增大电容C。
(2)回路电流幅值Im与放电回路电阻R有关。R减小，可以使U0/R增大。
(3)电流上升率Ldi/dt=U0。电容器组放电技术要点电容器组放电技术要点电容器组放电技术要点电容器组放电技术要点高电压发生器双边充电Marx发生器其他几种Marx发生器结构形式Marx发生器的部件电容器自愈：自愈式电容器发生局部放电而导致绝缘击穿时，绝缘膜两侧放电通道附近很薄的金属膜可以被放电电流气化，从而使绝缘得到恢复，只伴随微小的电容损失。
自愈式电容器目前还很难在有较大的电流、反峰或上升电流率的情况下使用，耐受大冲击振荡电流的能力较油浸式电容器弱很多。火花开关火花开关电阻器电阻器水电阻设计要点连接导体Marx发生器的同步特点改善同步性能，减小抖动的方法加速器用电子束和Ｘ射线，对发生器的同步性有严格要求。
一般发生器的抖动时间为几百ns，近年来可以作到50ns，有的可以到10ns。
我国闪光１号马克斯发生器的抖动时间为100ns左右。
现在采用多极间隙开关，不是利用自然过电压，而是靠触发脉冲点火。每级点火后，开关会送出一个脉冲电压给下一级多级间隙开关点火，同步性较好。LC倍压器优点
火花球隙数目减少，且不与电容器链串联，减小了主回路电感，使负载脉冲电压有较快的前沿和较高的幅值。
结构简单。设计中注意的几个问题在实际应用中，为了增加电容器储能的脉冲发生器的能量，以及减少电感，通常将多台电容器并联，或者多组电容器并联作为储能单元，在每台电容器上安装一个开关，或者在每组电容器上安装一个开关，这时，要求所有的开关同时合上，将所有电容器储存的能量传输给共同的负载，但是，实际实现起来是比较困难的。可以看出，输出功率的大小主要受到电路电感，包括负载电感的影响。在s１合上之后，电容Ｃ１上的电压将加到Ｓ２上，使的s２两侧的电压接近相等，这样，开关s２将不易被击穿（导通），要尽量避免这种情况。
当电容器并联运行时，抖动时间应尽可能地小，以保证多个开关能接近同步导通。由于开关的击穿时抖动现象难以避免，在电容器储能的脉冲发生器中，开关的数目尽可能地少。通常将多个电容器并联接成一个电容器组，由一个开关控制。陡脉冲形成技术利用陡化电容器在一般的Marx发生器中，即使开关间隙充以高压气体，但由于回路本身存在固有电感和电容，不能使输出的脉冲前沿变得很短。如果Cr的充电时间足够长，在G放电前发生器内容的过渡过程已经结束，则在间隙Ｇ放电过程中，负载上的电压波形最初主要由第二回路的参数决定。然后再由第一回路参数决定。加陡化电容器后电路利用爆炸丝在脉冲功率技术中，有时用Marx发生器直接向电阻性负载放电。但由于固有电感的影响，致使脉冲前沿陡度降低。在大功率时，采用电爆炸导体代替上述的陡化电容器，具有更简单和廉价的优点。
所谓电爆炸导体方法，就是用适当的金属丝或箔来改善输出电压波形，减小回路损耗，增加工作的可靠性。
可以获得高压试验所需要的“截波”。F的断路时间与Ｆ的横截面积，根数和电加热时间有关。减小Ｆ的直径d和加热时间并适当增加根数，能使前沿变小。1、ConstantvoltagechargingtZ1Constantpowercharging