1 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
2 哈尔滨工业大学 电气工程系,哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学 空间环境与物质科学研究院,哈尔滨 150001
空间环境地面模拟装置是哈尔滨工业大学承建的国家重大科技基础设施项目,其包含的空间等离子体环境模拟与研究系统是用于提供磁重联过程等基本物理过程的时空演化规律研究的平台。在研究地球磁尾三维磁重联时,使用处于真空环境内的偶极磁场线圈和两个磁镜场线圈来提供研究所需的模拟背景磁场,其中偶极场线圈为一个总电感为17.4 mH、总电阻为30.25 mΩ的单个线圈,而磁镜场线圈为两个线圈镜像对称设置并串联连接,总电感30.16 mH,总电阻58.81 mΩ。为了产生实验所需背景磁场的幅值和持续时间,研制并测试了两套总能量3.36 MJ的脉冲电源,在进行地球磁尾三维磁重联实验时两套电源需要同时工作。用于驱动偶极场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下,能够提供超过9 kA的峰值电流,95%峰值电流的持续时间超过了5 ms,由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms;用于驱动磁镜场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下,能够提供超过8 kA峰的值电流,95%峰值电流的持续时间超过了5 ms,由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms。
地球磁尾 三维磁重联 偶极场线圈 磁镜场线圈 脉冲电源 earth’s magnetotail three-dimensional magnetic reconnection dipole coil magnetic mirror coil pulsed power supply 强激光与粒子束
2022, 34(12): 125003
强激光与粒子束
2022, 34(9): 095015
1 哈尔滨工业大学 电气工程系, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学 空间基础科学研究中心, 哈尔滨 150001
3 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
为满足脉冲磁窗技术对磁体激励电流的需求(平台期时间1~10 ms可调, 最小值约24 kA), 研究了一种能量利用率高、能库小的多电容器组分时放电电源。设计了脉冲电源的拓扑结构, 基于仿真分析了电源参数与电流纹波、电容器组路数之间的关系, 及其对放电回路参数变化的敏感性, 给出了6路电容器组分时放电的优化结构, 并通过实验进行了验证。实验过程中通过晶闸管串联提高了其关断的可靠性, 通过二极管三串两并的方式解决了重频模式下二极管承受反向电压能力下降的问题, 进一步提高了电源放电的可靠性。
脉冲电源 电容器放电 平台期 功率晶闸管 续流二极管 pulsed power supply capacitor discharge flattop power thyristor crowbar diode 强激光与粒子束
2019, 31(4): 040018