干湿循环作用下输电线路嵌岩桩基础桩-岩界面抗剪强度特性研究

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作者 吕军旗 李飞 +2 位作者 段国勇 马如梦 韩亮 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期153-158,共6页

输电线路嵌岩桩基础多采用钢筋混凝土材料,实际环境中的干湿循环作用对嵌岩桩基础的岩石与混凝土结构面的基本力学特性影响明显。对灰岩-混凝土接触面试样进行不同次数的干湿循环处理,开展了室内法向恒载条件下的剪切试验,获取不同法向... 输电线路嵌岩桩基础多采用钢筋混凝土材料,实际环境中的干湿循环作用对嵌岩桩基础的岩石与混凝土结构面的基本力学特性影响明显。对灰岩-混凝土接触面试样进行不同次数的干湿循环处理,开展了室内法向恒载条件下的剪切试验,获取不同法向应力水平条件下的剪切力学特性,建立了灰岩-混凝土接触面抗剪强度-干湿循环次数关系数学模型。结果表明:灰岩-混凝土试样与灰岩单一试样的剪切应力-应变曲线有明显差别;随着试样干湿循环次数的增加,接触面黏聚力呈现降低趋势,接触面的抗剪强度及残余强度不断减小,试样内摩擦角变化则不太明显;接触面抗剪强度-干湿循环关系数学模型能很好反应不同干湿循环条件下峰值应力变化的一般规律,经验证与实际实验数据误差最小仅为4%,最大为12.8%,可为岩溶区输电基础桩岩界面基础力学研究提供理论依据。 展开更多

关键词 灰岩 节理面 干湿循环 剪切试验 抗剪强度

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一种用于输电线路绝缘子多缺陷检测的轻量级网络

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作者 文斌 胡一鸣 +2 位作者 彭顺 丁弈夫 胡晖 《无线电工程》 2024年第10期2469-2477,共9页

针对绝缘子多类型缺陷检测速度慢、检测精度低的问题,提出一种用于输电线路绝缘子多缺陷检测的轻量级网络(Multi-Defect Detection Network, MDDNet),该算法主要针对绝缘子电弧烧伤和绝缘子伞裙破损的多类型绝缘子缺陷联合检测。基于Gho... 针对绝缘子多类型缺陷检测速度慢、检测精度低的问题,提出一种用于输电线路绝缘子多缺陷检测的轻量级网络(Multi-Defect Detection Network, MDDNet),该算法主要针对绝缘子电弧烧伤和绝缘子伞裙破损的多类型绝缘子缺陷联合检测。基于Ghost-C2f模块构建GC-Darknet53特征提取网络,增强特征提取能力并较少特征冗余;引入三尺度融合(Tri-Fusion)机制构建新型TF-Neck颈部网络,充分融合深层语义信息与浅层的细粒度信息,提高小目标缺陷检测精度;选用结构相似性交并比(Structural Similarity Intersection over Union, SIoU)损失函数提高模型定位能力。实验结果表明,提出的MDDNet模型平均精度均值(mean Average Precision mAP)达到92.1%,与YOLOv5相比,在参数量减少了20%的情况下mAP提升了3.0%,与其他现有一阶段算法相比,MDDNet算法检测速度达到86.1帧/秒,能够在保证轻量化的同时提高检测精度,满足绝缘子多缺陷检测的应用需求。 展开更多

关键词 图像处理 绝缘子 缺陷检测 YOLOv5 轻量级网络

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水电站220 kV输电线路故障行波定位 被引量：1

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作者 文中 罗苏新 +2 位作者 刘斐 郭俊康 郑连华 《水电能源科学》 北大核心 2023年第1期198-201,166,共5页

针对水电站输电线路发生故障后无法准确实施定位的问题,从行波的实际传播理论出发,推导出一种与波速无关的改进双端定位算法。利用变分模态分解(VMD)能自适应地分解故障电流行波信号,Teager能量算子(TEO)可快速追踪信号的能量变化、运... 针对水电站输电线路发生故障后无法准确实施定位的问题,从行波的实际传播理论出发,推导出一种与波速无关的改进双端定位算法。利用变分模态分解(VMD)能自适应地分解故障电流行波信号,Teager能量算子(TEO)可快速追踪信号的能量变化、运算量小的独特优势,建立了基于VMD-TEO的220 kV输电线路行波定位模型,该模型无需考虑波速修正和双端时间同步。PSCAD仿真结果表明,改进的双端故障定位模型误差百分比最大为0.239%,优于其他定位算法,验证了所提方法的可靠性和优越性。 展开更多

关键词 水电站 故障定位 双端法 波速修正 能量算子

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基于VMD-SSA-LSTM的架空输电导线覆冰预测模型 被引量：1

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作者 陈彬 徐志明 +4 位作者 贾燕峰 丁锐鑫 张少峰 李飚 王佳琳 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期105-112,共8页

针对输电导线覆冰过程间断性强且波动性大而导致的现有模型预测精度不高的问题,从覆冰厚度数据的时序信息和气象信息出发,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)... 针对输电导线覆冰过程间断性强且波动性大而导致的现有模型预测精度不高的问题,从覆冰厚度数据的时序信息和气象信息出发,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)的覆冰组合预测模型.该方法首先使用VMD分解覆冰厚度数据,降低了原始序列的不稳定性,得到具有不同中心频率的本征模态分量;其次,采用SSA算法对LSTM中的3个参数进行寻优;最后,对模态分量分别建立LSTM预测模型,将各个模态分量的预测值叠加为覆冰厚度的总预测值.通过实例仿真,对所提预测模型进行验证.结果表明:VMD-SSA-LSTM组合模型与其他模型相比,其预测精度有进一步提高,验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 输电导线 覆冰预测 变分模态分解 麻雀搜索算法 长短期记忆网络

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基于铁氧体传输线的脉冲陡化技术仿真研究 被引量：1

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作者 江进波 曹宇 +3 位作者 罗正 蔡宛辰 王佳栋 程廷强 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期57-64,共8页

铁氧体传输线的脉冲陡化技术能够实现高频高功率快前沿脉冲输出,且具有固态化和紧凑化优点,已广泛应用于高功率微波源。关于铁氧体传输线脉冲陡化特性的仿真计算缺乏较为精确的模型,因此利用COMSOL仿真软件建立了铁氧体传输线仿真模型,... 铁氧体传输线的脉冲陡化技术能够实现高频高功率快前沿脉冲输出,且具有固态化和紧凑化优点,已广泛应用于高功率微波源。关于铁氧体传输线脉冲陡化特性的仿真计算缺乏较为精确的模型,因此利用COMSOL仿真软件建立了铁氧体传输线仿真模型,考虑电磁波传播与磁芯磁化进动之间的相互影响,将Maxwell方程与Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程结合进行仿真计算,与实验结果进行对比验证了仿真模型的准确性。再在此模型基础上,研究了不同传输线长度、不同电压幅值,以及不同外加偏置磁场对脉冲波形的影响。结果表明:脉冲前沿随传输线长度的增大及电压幅值的增大而减小;外加偏置磁场对脉冲前沿有影响,选择合适的外加偏置磁场可以实现最小脉冲前沿输出。 展开更多

关键词 铁氧体传输线 COMSOL MAXWELL方程 LLG方程 脉冲前沿陡化

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架空地线临界融冰电流估算方法研究

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作者 王沐东 程龙 +4 位作者 陈光辉 谢富贵 王晓锋 王爽 文中 《科技创新与应用》 2024年第21期136-139,共4页

架空线路覆冰是影响电网正常运行较为严重的灾害之一,尤其地线更易出现覆冰,有必要对架空地线直流融冰电流进行计算,而现有的经验公式及应用较多的布尔斯道尔夫融冰电流计算公式较为复杂,且有些参数测量困难。因此,该文提出一种用于快... 架空线路覆冰是影响电网正常运行较为严重的灾害之一,尤其地线更易出现覆冰,有必要对架空地线直流融冰电流进行计算,而现有的经验公式及应用较多的布尔斯道尔夫融冰电流计算公式较为复杂,且有些参数测量困难。因此,该文提出一种用于快速估算已知架空地线型号在不同风速、环境温度、覆冰厚度条件下临界融冰电流的方法,通过分析地线融冰物理过程,利用有限元软件搭建仿真模型,经模型计算得到数据集,然后采用多元线性回归拟合得到相关变量的函数表达式,并与计算值进行对比。 展开更多

关键词 架空地线 直流融冰 融冰电流计算 有限元 多元回归

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面向施工组立的特高压输电铁塔-抱杆耦合力学特性分析

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作者 吴明春 石伟 +3 位作者 韩启云 桂和怀 王爽 刘铃 《科技通报》 2024年第12期47-52,共6页

在特高压单回路大跨越酒杯塔的施工组立过程中,由于铁塔重、尺寸大,曲臂部分抱杆自由高度很高,施工安全风险极大,输电铁塔和抱杆的力学特性直接影响铁塔组立技术措施制定和施工的安全性。为给特高压输电铁塔施工组立技术方案制定提供关... 在特高压单回路大跨越酒杯塔的施工组立过程中,由于铁塔重、尺寸大,曲臂部分抱杆自由高度很高,施工安全风险极大,输电铁塔和抱杆的力学特性直接影响铁塔组立技术措施制定和施工的安全性。为给特高压输电铁塔施工组立技术方案制定提供关键力学参数和技术支撑,本文以某单回路酒杯型跨越塔为研究对象,铁塔组立装置为座地式双平臂抱杆,考虑风荷载和重力荷载的作用,建立不同施工组立阶段工况下特高压输电铁塔-抱杆耦合力学特性分析模型。运用有限元方法,计算得到铁塔、抱杆、腰环拉线在外荷载作用下的力学响应以及应力、位移分布规律。分析结果可为特高压输电铁塔施工技术方案制定提供参考,提升铁塔施工组立的安全可靠性。 展开更多

关键词 输电铁塔 力学模型 有限元法 力学响应

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运用Maxwell模型对植物油纸绝缘系统老化状态的研究 被引量：1

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作者 张涛 杜政波 韩建玮 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2021年第1期82-87,共6页

植物绝缘油被广泛运用于油浸式变压器,研究植物油变压器油纸绝缘系统的老化状态至关重要.本文引入分数微积分的概念,建立了分数阶Maxwell介电模型参数辨识的数学模型,同时根据实验得到的复介电常数实虚部的值求得分数Maxwell模型中的各... 植物绝缘油被广泛运用于油浸式变压器,研究植物油变压器油纸绝缘系统的老化状态至关重要.本文引入分数微积分的概念,建立了分数阶Maxwell介电模型参数辨识的数学模型,同时根据实验得到的复介电常数实虚部的值求得分数Maxwell模型中的各个参数,根据最小二乘法建立目标函数,采用粒子群算法实现参数辨识,得到了不同老化状态下油纸试品的Maxwell模型参数,并利用混合蛙跳算法对其进行验证.得到模型特征参数后,根据模型重构得到的数据,进而研究了绝缘老化对分数Maxwell介电模型参数影响的规律.研究表明:随着老化程度的加深而增大的介电常数ε与聚合度D_p有着较好的线性关系,弛豫时间τ与D_p间有着较好的指函数关系.提出的分数阶Maxwell模型参数可用于量化评估油纸绝缘的老化状态. 展开更多

关键词 容阻器 分数阶 Maxwell模型 频域介电谱法(FDS) 植物油纸绝缘

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架空地线直流临界融冰电流影响因素分析

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作者 熊继开 程龙 +4 位作者 王沐东 楚江平 李嗣 王爽 文中 《科技创新与应用》 2024年第22期62-64,69,共4页

冰灾是电力系统最为严重的灾害之一,线路覆冰会破坏降低杆塔、金具、导线等部件的机械强度,使输电铁塔加大负重,导致断线、倒塔等事故频繁发生,影响输电线路运行安全稳定性。融冰效率与电流大小有关,电流越大,效率越高。但对于不同的导... 冰灾是电力系统最为严重的灾害之一,线路覆冰会破坏降低杆塔、金具、导线等部件的机械强度,使输电铁塔加大负重,导致断线、倒塔等事故频繁发生,影响输电线路运行安全稳定性。融冰效率与电流大小有关,电流越大,效率越高。但对于不同的导线,融冰电流也必然受到导线最大允许温度、直流融冰装置容量、线路融冰距离的限制。因此,对于临界融冰电流的计算是进行融冰工程的重要凭据。该文从风速、覆冰厚度、环境温度3个方向通过融冰物理过程及有限元仿真软件分析其与架空地线临界融冰电流的影响关系。从计算结果来看,其中风速与环境温度有着显著影响,而覆冰厚度与临界融冰电流呈近似线性的对应关系。 展开更多

关键词 架空地线 直流融冰 有限元分析 热平衡过程 临界融冰电流

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脉冲激励下铁基纳米晶磁芯的Jiles-Atherton模型参数辨识及应用

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作者 江进波 李毅 +3 位作者 曹宇 蔡宛辰 姚延东 徐林 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期129-137,共9页

通过理论分析对经典J-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回... 通过理论分析对经典J-A方程进行了修正,增强了其在脉冲条件下的适应性,利用脉冲磁化特性实验平台,测量了铁基纳米晶磁芯在不同磁化速率下的磁滞回线,采用遗传算法进行脉冲激励下的J-A参数辨识,将算法模拟的磁滞回线与实验测试的磁滞回线数据集进行拟合,验证了修正后的J-A方程的有效性,最后将遗传算法寻优得到的J-A参数应用于脉冲变压器场路耦合模型的磁芯J-A参数定义中,分析脉冲变压器初级电压为1.5 kV时的仿真与实验误差,得到脉冲变压器输出波形的脉冲前沿误差为3.33%,幅值误差为2.91%,相比于J-A参数的常规非线性求解方法精度更高,能更好地应用于脉冲功率系统中含磁性元件的建模仿真。 展开更多

关键词 铁基纳米晶 脉冲磁化特性 Jiles-Atherton模型 遗传算法 脉冲变压器

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渗水作用下泥岩地区杆塔扩底基础抗拔承载分析

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作者 段国勇 罗文庆 +1 位作者 徐广超 李森 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第2期112-122,共11页

【目的】泥岩遇水易发生膨胀崩解甚至泥化,对输电杆塔基础抗拔承载力造成不良影响,需要对渗水作用下杆塔基础的抗拔承载特性展开研究。【方法】基于泥岩室内试验结果,利用有限元软件建立泥岩中扩底基础计算模型,引入温度场比拟湿度场的... 【目的】泥岩遇水易发生膨胀崩解甚至泥化,对输电杆塔基础抗拔承载力造成不良影响,需要对渗水作用下杆塔基础的抗拔承载特性展开研究。【方法】基于泥岩室内试验结果,利用有限元软件建立泥岩中扩底基础计算模型,引入温度场比拟湿度场的方法模拟泥岩地基浸水后的膨胀劣化,研究扩底基础上拔承载特性。在此基础上,分析泥岩地基浸水渗透后扩底基础极限抗拔承载力降低的具体原因;比较了泥岩地基天然状态、浸水渗透和饱和状态三种工况下极限抗拔承载力的差异以及承载力与埋深之间的关系。【结果】结果表明:增加基础埋深均能提高极限抗拔承载力,但饱和状态工况下增长最缓慢;地基浸水渗透对基础极限抗拔承载力的影响随着基础埋深增加而减弱,2.0 m埋深基础极限抗拔承载力仅为天然状态工况的63.2%,而5.0 m埋深时达到94.2%。【结论】地基浸水造成基础极限抗拔承载力降低的主要原因是地基力学参数劣化,抗剪强度减小所致。研究成果可为泥岩地区杆塔基础设计提供参考。 展开更多

关键词 泥岩 抗拔承载力 扩底基础 数值模拟 温度场

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基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化 被引量：1

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作者 袁发庭 曾继皓 +3 位作者 姜岚 陈炜 姬睿氢 唐波 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期67-78,共12页

金属导体用量和损耗是干式铁心电抗器优化设计过程中需要考虑的关键因素,为有效降低损耗和成本,本文提出基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化方法。以干式铁心电抗器为研究对象,建立磁场–流场–温度场模型,将磁场... 金属导体用量和损耗是干式铁心电抗器优化设计过程中需要考虑的关键因素,为有效降低损耗和成本,本文提出基于多物理场仿真和VIKOR决策的干式铁心电抗器多目标优化方法。以干式铁心电抗器为研究对象,建立磁场–流场–温度场模型,将磁场计算获得的铁心和线圈损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到电抗器温度分布;建立磁场–结构场模型,将基于磁场计算得到的电磁力作为应力项,从而获得铁心及线圈振动位移分布,通过有限元仿真与拉丁超立方试验设计相结合的方法,得到不同结构参数下铁心电抗器温升与振动位移结果。为进一步简化优化流程,采用灵敏度分析方法进行参数降维,建立设计参数与温升、振动之间的代理模型,并采用多目标遗传算法得到满足电抗器性能要求的Pareto前沿解集。考虑到电抗器金属导体用量与损耗之间相互冲突,引入VIKOR综合决策方法,在确定优化目标权重的基础上,计算Pareto解集的利益比率大小,以最小利益比率确定最优设计参数组合,通过仿真验证优化设计方法的正确性。优化后的铁心电抗器与优化前相比,在损耗仅增加4.4%的情况下,铁心和线圈金属导体用量分别减少了3.0%和16.6%,同时在满足设计要求的基础上温升和振动分别降低了7.4%和16.7%。所提方法可以有效提升电抗器性能,为电抗器优化设计提供指导。 展开更多

关键词 铁心电抗器 有限元建模 代理模型 多目标优化 VIKOR决策

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500kV避雷器受潮情况下温升计算及影响因素分析 被引量：4

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作者 沈越 彭劲樟 +3 位作者 张再华 刘波 黎鹏 吴田 《水电能源科学》 北大核心 2023年第6期211-215,共5页

针对避雷器温升计算过程对流换热系数依靠经验确定的问题,提出了对流换热系数计算方法,研究了避雷器内部温度场分布,分析了污秽、风速、日照三种因素对不同受潮程度、不同受潮位置下避雷器温升的影响。结果表明,不同影响因素下,避雷器... 针对避雷器温升计算过程对流换热系数依靠经验确定的问题,提出了对流换热系数计算方法,研究了避雷器内部温度场分布,分析了污秽、风速、日照三种因素对不同受潮程度、不同受潮位置下避雷器温升的影响。结果表明,不同影响因素下,避雷器表面对流换热系数取值范围分别为5-31、27-35、19-34 W/(m^(2)·℃);污秽位置会影响MOA表面温升分布,且受潮程度越大,对温升影响越显著;随着风速的增加,阀片上的温度下降较小,表面的温度下降较大;日照对受潮时的避雷器温升影响明显增大,但较于污秽和风速影响偏小。 展开更多

关键词 避雷器 温升 受潮 对流换热系数 污秽 风速

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铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性测量及其在磁开关中的应用 被引量：3

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作者 江进波 程廷强 +3 位作者 黄国良 王佳栋 蔡宛辰 姚延东 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期113-119,共7页

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也... 磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。 展开更多

关键词 脉冲功率技术 铁基纳米晶 脉冲磁化特性 磁脉冲压缩 场路耦合方法

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脉冲变压器驱动SiC MOSFET型Marx同步特性 被引量：2

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作者 江进波 陈锐 +3 位作者 赵青 马可 姚延东 陈桂丰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期136-143,共8页

为实现全固态Marx发生器中多个SiC MOSFET开关的同步驱动,设计了一种基于脉冲变压器的驱动控制电路。多路驱动信号的同步性会影响到Marx发生器的输出波形参数,因此要求驱动信号具有快脉冲前沿、低抖动特点。根据SiC MOSFET驱动原理及要... 为实现全固态Marx发生器中多个SiC MOSFET开关的同步驱动,设计了一种基于脉冲变压器的驱动控制电路。多路驱动信号的同步性会影响到Marx发生器的输出波形参数,因此要求驱动信号具有快脉冲前沿、低抖动特点。根据SiC MOSFET驱动原理及要求,分析了SiC MOSFET驱动电路脉冲前沿的影响因素,分析计算其相关参数,进行仿真模拟验证。设计了共初级穿芯10级串联的脉冲变压器,初次级的匝数分别为1匝和9匝,次级经正负脉冲信号调理电路后驱动10级Marx电路。实测结果表明利用脉冲变压器原边漏感与谐振电容构成的谐振电路在断续模式下,驱动功率越大,脉冲前沿越快且同步性越好。该同步驱动电路的脉冲前沿为112 ns,脉宽1~10μs可调,频率10~25 kHz可调,满足固态Marx发生器参数调整需求。 展开更多

关键词 SiC MOSFET 同步驱动 脉冲变压器 谐振 驱动功率

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