一種Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法
2023-04-27 10:06:01
一種Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法
【專利摘要】本發明提供一種Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法，確定電阻參數的過程及計算方法非常簡單，不需要解析複雜的局部放電迴路的結構、串並聯及嵌套關係，只要知道每個電阻的阻值及兩端的電位差，並找出每個電阻跨接電容器的數目，就可以方便地確定所有電阻上消耗的總能量，根據能量守恆，即可確定Marx產生器的等效並聯電阻。
【專利說明】—種Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於脈衝功率【技術領域】，具體涉及Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法。
【背景技術】
[0002]Marx產生器是脈衝功率系統中最常見的初始儲能系統之一，它是用德國歐文.馬克斯教授的姓命名的，馬克斯教授於1923年發明了這種裝置。它屬於電容器靜電儲能方式，可以產生幅值從數百千伏到數兆伏，脈衝寬度從數百納秒到數微秒的高壓脈衝，它是當代脈衝功率系統中比較理想的儲能器。通常人們習慣把組成Marx的電容器數目定義為Marx產生器的級數。其工作原理可以簡單地概括為電容器並聯充電，串聯放電。
[0003]組成Marx產生器的基本元件主要是高壓電容器、開關、充電電阻、接地電阻和觸發電阻。充電電阻、接地電阻和觸發電阻在Marx產生器放電時起到隔離電壓的作用，也成為Marx產生器的等效並聯電阻，等效並聯電阻值的大小直接影響Marx產生器的輸出效率。因此需要選擇合適的電阻值，一般要求觸發電阻、充電電阻和接地電阻組成的局部放電迴路的時間常數應遠大於產生器的建立時間和產生器對負載的放電時間。
[0004]Marx產生器有Z型、S型、混合型以及超前觸髮型等線路類型，由於Marx產生器的各種電阻數量多，不同類型線路的Marx產生器其電阻跨接節點的數量及方式也不同，造成局部放電迴路的數量及結構非常複雜，確定Marx產生器等效並聯電阻的過程也就非常複雜。一般將Marx電路中的開關和電容視為短路，分析電路的串並聯關係，逐步求出等效並聯電阻，有的支路存在嵌套關係，很難分析求解確定。
【發明內容】
[0005]為了解決現有Mar x產生器等效並聯電阻參數確定方法的不足，本發明專利提出了一種基於能量守恆的Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法。
[0006]本發明的技術解決方案是:
[0007]—種基於能量守恆的Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法，其特殊之處在於:包括以下步驟:
[0008](I)測量一個級數為η的Marx產生器中每一個正極性充電電阻Rep、負極性充電電阻Rm、觸發電阻Rt和接地電阻Rg的電阻值；
[0009](2)根據Marx產生器電路圖,確定Marx產生器中每一個正極性充電電阻R。。、負極性充電電阻Rm、觸發電阻Rt和接地電阻Rg跨接電容器的數量；即:
[0010]每個正極性充電電阻Rep跨接電容器數量為ai;其中角標i表示Rep的編號，Bi表示編號為i的正極性充電電阻Rep所跨接的電容器數量，(i=l, 2，3，…，Hi1),
[0011]每個負極性充電電阻Rm跨接電容器數量為bp其中角標j表示Rm的編號，bj表示編號為j的負極性充電電阻Rm所跨接的電容器數量，(j=l，2，3，…，m2)，
[0012]每個觸發電阻Rt跨接電容器數量為ck，其中角標k表示Rt的編號，Ck表示編號為k的觸發電阻Rt所跨接的電容器數量，(k=l, 2，3，…，m3),
[0013]每個接地電阻Rg跨接電容器數量為Cl1，其中角標I表示Rg的編號，Cl1表示編號為I的接地電阻Rg所跨接的電容器數量，(1=1，2，3，…，m4)；
[0014](3)按照下式計算Marx產生器等效並聯電阻Rp:
【權利要求】
1.一種基於能量守恆的Marx產生器等效並聯電阻參數確定方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)測量一個級數為η的Marx產生器中每一個正極性充電電阻Rct、負極性充電電阻Rm、觸發電阻Rt和接地電阻Rg的電阻值； (2)根據Marx產生器電路圖，確定Marx產生器中每一個正極性充電電阻Rep、負極性充電電阻Rm、觸發電阻Rt和接地電阻Rg跨接電容器的數量；即: 每個正極性充電電阻Rct跨接電容器數量為ai;其中角標i表示Rcp的編號，Bi表示編號為i的正極性充電電阻Rep所跨接的電容器數量，(i=l，2，3，-,In1), 每個負極性充電電阻Rm跨接電容器數量為bp其中角標j表示Rm的編號，bj表示編號為j的負極性充電電阻1^所跨接的電容器數量，(j=l，2，3，…，m2)， 每個觸發電阻Rt跨接電容器數量為ck，其中角標k表示Rt的編號，Ck表示編號為k的觸發電阻Rt所跨接的電容器數量，(k=l, 2，3，…，m3), 每個接地電阻Rg跨接電容器數量為Cl1，其中角標I表示Rg的編號，Cl1表示編號為I的接地電阻Rg所跨接的電容器數量，(1=1，2，3，…，m4)； (3)按照下式計算Marx產生器等效並聯電阻Rp:
【文檔編號】G01R27/02GK103884913SQ201410135950
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】陳維青, 李俊娜, 謝霖燊, 賈偉, 張國偉, 王海洋 申請人:西北核技術研究所