Переходные процессы в емкостных накопителях энергии с полупроводниковыми коммутаторами

• Автор: Еникеев, Рустам Шамильевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава
Исследование коммутационных процессов в емкостном накопителе энергии с полупроводниковым коммутатором на основе РВД

1.1. Проблема разработки коммутатора больших импульсных токов

1.1.1. Искровые коммутаторы

1.1.2. Вакуумные разрядники

1.1.3. Игнитроны

1.1.4. Полупроводниковые коммутаторы

1.2. Обоснование схемотехники цепи формирования импульса

1.2.1. Цепи формирования импульса конденсаторных ячеек
1.2.2. Цепь формирования импульса на основе РВД
1.2.3. Нагрев полупроводниковых ключей
1.2.4. Переключение тока в кроубарную цепь
1.3. Переходные процессы в конденсаторных ячейках емкостного накопителя энергии
и обеспечение работоспособности полупроводниковых коммутаторов
1.4. Методы защиты полупроводниковых приборов от перенапряжений
1.5. Варисторная защита полупроводниковых диодов
1.6. Применение ЯС цепей вместе с варисторами для защиты
полупроводниковых диодов
1.7. Перенапряжения при электрическом взрыве проводников
1.8. Экспериментальная проверка гибридной (УЯ-ЯС) защиты диодов в режиме программируемого разряда
1.9. Использование диодов с мягким восстановлением в формирующих
цепях конденсаторных ячеек
1.10. Предельные токовые нагрузки диодов
1.11. Выводы
Глава
Разработка и исследование компактного емкостного накопителя энергии с полупроводниковым коммутатором на основе РВД
2.1. Известные большие емкостные накопители энергии

2.2. Исходные требования для разработки ЕНЭ
2.3. Модульная структура емкостного накопителя энергии
2.4. Основные параметры разрядных контуров ЕНЭ
2.5. Технические характеристики и состав ЕНЭ
2.6. Конденсаторная ячейка ЕНЭ
2.6.1. Структура и конструкция конденсаторной ячейки ЕНЭ
2.6.2. Обеспечение безопасной эксплуатации конденсаторной ячейки ЕНЭ
2.6.3. Полупроводниковый коммутатор конденсаторной ячейки ЕНЭ
2.7. Запуск РВД
2.7.1. Принцип работы контура запуска РВД
2.7.2. Однородное включение РВД
2.7.3. Математическое моделирование переходных процессов
в схеме запуска РВД
2.7.4. Блоки запуска РВД
2.7.5. Особенности работы низковольтного блока запуска РВД
2.8. Зарядное устройство
2.9. Система управления
2.10. Исследование переходных процессов в разрядных контурах ЕНЭ
2.10.1. Режим холостого хода
2.10.2. Режим короткого замыкания
2.10.3. Режим программируемого разряда
2.10.4. Сравнение полученных характеристик ЕНЭ с режимами, определенными
в техническом задании
2.11. Выводы
Глава
Исследование переходных процессов в конденсаторной батарее противотока для коммутационной аппаратуры ИТЭР
3.1. Устройство защитного вывода энергии
3.2. Полупроводниковый коммутатор конденсаторной ячейки батареи противотока
3.3. Исследование предельных токовых нагрузок тиристоров с мягким восстановлением
3.3.1. Описание стенда и методики исследования
3.3.2. Предельные токовые нагрузки тиристора
3.3.2.1. Предельные токовые нагрузки SCR
3.3.2.2. Предельные токовые нагрузки LTT

3.3.3. Оценка токовой нагрузки тиристоров
3.4. Исследование процесса обратного восстановления тиристоров
3.5. Исследование процесса включения тиристоров
3.5.1. Включение SCR тиристоров
3.5.2. Включение LTT тиристоров
3.6. Ресурсные испытания сборки LTT тиристоров
3.7. Описание конденсаторной ячейки батареи противотока ИТЭР
3.8. Выводы
Глава
Скин-эффект в разрядных контурах емкостных накопителей энергии
4.1. Скин-эффект в массивных проводниках
4.2. Измерение параметров массивных проводников в частотной области
4.3. Вычисление переходных процессов
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы

инженерной задачей, требующей специального экспериментального исследования поведения полупроводниковых коммутаторов в наиболее жестких режимах нагрузки.
1.5. Варисторная защита полупроводниковых диодов
Исследование процессов обратного восстановления диодов и методов подавления коммутационных перенапряжений выполнялись с одним диодом, включенным в схему рис. 1.16. В этой схеме процесс обратного восстановления диода близок процессу, происходящему в высоковольтных диодных сборках конденсаторной ячейки при программируемом разряде (рис. 1.12-1.15).
Рис. 1.16. Схема испытания диода VD. С = 200 мкФ, L = 38 мкГн. Начальное напряжение на конденсаторе - 1 кВ.
Для подавления перенапряжений были применены варисторы (рис. 1.17, 1.18). Пологий участок осциллограммы напряжения (рис. 1.18) после обрыва тока обусловлен работой варистора на участке вольтамперной характеристики, соответствующей малому динамическому сопротивлению. Однако сразу после обрыва тока наблюдаются импульсы перенапряжения длительностью порядка 50 не, которые некоторые исследователи связывают с влиянием индуктивности выводов варистора и его внутренними инерционными свойствами [27, 28]. Эти импульсы способны вывести из строя полупроводниковые коммутаторы.