基于脈沖碎石應(yīng)用的高功率開(kāi)關(guān)技術(shù)的研究.pdf

1、自從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，隨著脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，脈沖功率技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在國(guó)防、工業(yè)、民用等領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)作為脈沖功率技術(shù)的核心原件，其物理參數(shù)和放電特性，直接影響到脈沖輸出波形的時(shí)延、幅值、脈沖寬度等特性。高壓脈沖碎石作為一個(gè)新型的應(yīng)用，更需要一種符合其特性的高功率脈沖開(kāi)關(guān)，使其能夠達(dá)到高壓脈沖碎石系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，從而能達(dá)到脈沖碎石的目的。本文主要研究滿足脈沖碎石應(yīng)用的高功率氣體開(kāi)關(guān)。
　　首先根據(jù)脈沖功率技術(shù)原理，對(duì)氣體開(kāi)關(guān)的

2、工作原理進(jìn)行了理論分析，介紹了開(kāi)關(guān)各個(gè)參數(shù)的計(jì)算方法。通過(guò)理論分析、仿真結(jié)果、數(shù)學(xué)計(jì)算和具體實(shí)驗(yàn)，分析了球隙距離、觸發(fā)電極距離、觸發(fā)孔直徑等開(kāi)關(guān)物理參數(shù)對(duì)開(kāi)關(guān)的擊穿電壓、觸發(fā)時(shí)延、擊穿時(shí)延等的影響。
　　利用ComsolMultiphyscis多物理場(chǎng)仿真軟件對(duì)開(kāi)關(guān)的物理模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，分析開(kāi)關(guān)主電極間的靜態(tài)電場(chǎng)分布和觸發(fā)時(shí)的電場(chǎng)分布，觀察之間的電場(chǎng)變化，從而進(jìn)一步了解開(kāi)關(guān)的擊穿原理。根據(jù)電場(chǎng)分布，優(yōu)化觸發(fā)電極的尺寸大小，以及

3、觸發(fā)電極尖端到地電極的距離，選擇滿足脈沖碎石應(yīng)用的合適的主間隙距離，設(shè)計(jì)出更適合開(kāi)關(guān)擊穿的物理結(jié)構(gòu)。
　　搭建開(kāi)關(guān)所用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)高功率開(kāi)關(guān)的觸發(fā)系統(tǒng)，采集觸發(fā)時(shí)開(kāi)關(guān)主電極以及觸發(fā)電極間的電壓波形。分析主電極間隙、觸發(fā)孔直徑大小對(duì)開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)延和觸發(fā)時(shí)延分散性的影響，初步分析慢擊穿和快擊穿的區(qū)別。
　　本文所研究的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)為之后高壓脈沖碎石用開(kāi)關(guān)的研究與應(yīng)用打下很好的基礎(chǔ)，對(duì)高功率氣體開(kāi)關(guān)的原理、放電特性的進(jìn)一步