《電子技術(shù)應用》
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高壓電源系統(tǒng)加速器設(shè)計方案
摘要: 高壓電源系統(tǒng)加速器設(shè)計方案_電子技術(shù)該電源系統(tǒng)為加速器供電,包括DC一200~一350kV 60mA主電源、30kV 100mA電源和10V 3A燈絲電源,其中30kV電源和10V電源浮在一350kV電源的高電位上。為了減小電源系統(tǒng)對電網(wǎng)及加速器其它部分的干擾,三相交流市電先經(jīng)過50kVA隔離變壓器再給該電源系統(tǒng)供電。交流網(wǎng)
Abstract:
Key words :


 該電源系統(tǒng)為加速器供電,包括DC一200~一350kV 60mA主電源、30kV 100mA電源和10V 3A燈絲電源,其中30kV電源和10V電源浮在一350kV電源的高電位上。為了減小電源系統(tǒng)對電網(wǎng)及加速器其它部分的干擾,三相交流市電先經(jīng)過50kVA隔離變壓器再給該電源系統(tǒng)供電。其系統(tǒng)構(gòu)成電氣框圖如圖l所示。

系統(tǒng)構(gòu)成電氣框圖

  l DC一200~一350kV主電源

  該電源為加速器高壓電源,輸出電壓高、功率大,由交流穩(wěn)壓、功率逆變、高壓升壓及控制、檢測、保護等部分組成,如圖2所示。

加速器高壓電源

  該電源的關(guān)鍵部分在:1、功率逆變;2、高壓部分;3、高壓引出部分(即如何將電源的輸出高壓與加速器對接)。

  1)功率逆變

  由于電源輸出功率較大(約20多千瓦),功率逆變部分采用全橋逆變電路,如圖3所示。

全橋逆變電路

  其功率管采用智能型大功率IGBT。

  2)高壓部分

  由于電源輸出電壓高達350kV,高壓部分采用兩個高壓變壓器,分別倍壓整流,然后疊加,如圖4所示。整個高壓部分放在一油箱中。

高壓部分電路圖

  2 DC30kV、100mA(一35kV電位)電源

  該電源輸出功率達3 kW,且要求10kV~30kV可調(diào),而其關(guān)鍵點在于該電源輸出電壓疊加在一350kV主電源上,即要求隔離電位達一350kV。對此,采用方案為:由50kVA隔離變壓器來的三相交流電,經(jīng)5kVA穩(wěn)壓器(電壓可調(diào))輸入給隔離電位為3.50kV的高壓升壓變壓器,然后整流濾波,輸出30kVDC 1OOmA(一350kV電位)。如圖1相關(guān)部分所示。

  3 10V 3A(一350kV電位)燈絲電源

  該電源盡管功率較小,但也要求輸出電壓可調(diào),其關(guān)鍵點也在于輸出電壓也要疊加在一350kV主電源上,即要求隔離電位達一350kV。對此采用方案為:由50kVA隔離變壓器來的交流電,經(jīng)0.5kVA輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器后,輸入給隔離電位為350kV的降壓變壓器,得到AClOV 3A(一350kV電位)如圖l相關(guān)部分所示。

  4 電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局

  按圖l所示的系統(tǒng)構(gòu)成圖,根據(jù)各個部分所需體積的大小和標準機柜的尺寸:50kVA穩(wěn)壓器為一個機柜;功率變換部分為一個機柜;50kVA三相隔離變壓器和5kVA穩(wěn)壓器以及0.5kVA穩(wěn)壓器放在一個機柜。共三個機柜。而一350kV電源的高壓變壓器、高頻高壓整流及大功率高壓電阻;30kV(一3 5 0kV電位)電源的350kV隔離升壓變壓器和整流濾波部分,lOV(一350kV電位)燈絲電源的350kV隔離變壓器等放在一個油箱里。

  5 結(jié)束語

  加速器用高壓電源系統(tǒng)是其關(guān)鍵的組成部分,本文提出的設(shè)計方案對高壓電源及高電位電源的設(shè)計與開發(fā)有實際指導意義。

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