冲击电压发生器MATLAB程序.doc
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冲击电压发生器MATLAB程序.doc
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《高电压综合实验》
冲击电压发生器设计
MATLAB分析部分
一〃冲击电压发生器的功用及原理
冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装臵。
原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压(雷击)时的绝缘性能,近年来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。
所以对冲击电压发生器的要求,不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形,还能产生操作过电压波形。
冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值,还与波形陡度有关,对某些设备要采用截断波来进行试验。
冲击电压发生器要满足两个要求:
首先要能输出几十万到几百万伏的电压,同时这电压要具有一定的波形。
它的原理如下:
(图见纸质报告)
实验变压器T和高压硅堆D构成整流电源,经过保护电阻r及充电电阻R向主电容器C1 —C4 充电,充电到U,出现在球隙g1—g4上的电位差也为U,若事先把球间隙距离调到稍大于U,球隙不会放电。
当需要使冲击机动作时,可向点火球隙的针极送去一脉冲电压,针极和球皮只见产生一小火花,引起点火球隙放电,于是电容器C1的上极板经g1接地,点1电位由地电位变为-U。
电容器C1与C2间有充电电阻R隔开,R比较大,在g1放电瞬间,点2和点3电位不可能突然改变,点3电位仍为+U,中间球隙g2上的电位差突然升到2U,g2马上放电,于是点2电位变为-2U。
同理,g3,g4也跟着放电,电容器C1—C4串联起来了,最后球隙g0也放电,此时输出电压为C1—C4上电压的总和,即-4U。
上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电,而后串联放电”
二.设计目标:
输出波形为0.5/55μs标准波形,回路采用高效率回路,输出电压为100kV,发生器级数为8级。
MATLAB仿真分析:
Rf=79.7;Rt=2928.6;
C1=0.025e-6;C2=2100e-12;
b=1/(C1*C2*Rf*Rt);a=b*(C1*Rt+C2*(Rt+Rf));d=Rt*C1*b;
symsst
U1=100;
U2=U1*d/(s*s+a*s+b);
u2=ilaplace(U2,s,t),ezplot(u2,[0,0.00001])
输出电压波形:
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