عرض پالس

 

ثانیه

 

طرح توان پالس قابلیت شکل دهی پالس را علاوه بر چند برابر کنندگی توان دارا می باشد. مثلاً می توان زمان صعود و عرض پالس دلخواه را ایجاد کرد. برای بهینه سازی انتقال انرژی به بار تبدیل امپدانس ممکن است نیاز باشد. شکل ۱-۲ اجزای مولد پالس را نشان می دهند.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

ذخیره سازی
انرژی می تواند به صورت شیمیایی، مکانیکی یا الکتریکی ذخیره شود. در بعضی دستگاه ها انفجار شیمیایی برای فشرده سازی شار مغناطیسی موجود، استفاده می شود. و بدین ترتیب توان را تا جایی افزایش می دهد که انرژی مغناطیسی ذخیره شده بتواند آزاد شود.
انرژی مکانیکی می تواند در روتور یک ژنراتور ذخیره شود. انرژی الکتریکی می تواند هم به صورت خازنی در میدان الکتریکی یا به صورت القایی در میدان مغناطیسی ذخیره گردد. در مورد اول ۲/۱ we= با ضریب عایقی ۶ و قدرت شکست ۰.۷۸ E=بیشینه چگالی انرژی ۱۶۱ we= بدست می آید.
به دلیل محدود بودن بسته بندی خازن این مقدار باید در ۵.۰ ضرب شود بنابراین بیشینه ظرفیت ذخیره سازی خازن ۸۰ we= خواهد بود.
در مورد سلف در اینجا بشینیه چگالی انرژی به دلیل ذوب فلز دو سطح رسانا یا با قدرت مکانیکی سلف ذخیره ساز محدود می شود. گرمایش سلف در اثر تلفات ژولی در سطح رسانا به دلیل جریانهای گردابی است که در اثر القای میدان مغناطسی ایجاد می شود.
در این مورد میانگین چگالی انرژی ۳۹۰۰ است. حتی با در نظر گرفتن شرایطی فنی مانند سازه های نگهدارنده، عایق سازی و غیره مشاهده می شود که چگالی انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی می تواند تا ۱۰۰ برابر انرژی ذخیره شده در میدان الکتریکی باشد.
اجزای اصلی مولد با ذخیره ساز خازنی در شکل ۱-۳ نمایش داده شده است. این مولد به تعداد بیشتری سویچ بسته شونده نیاز دارد که در زمان شارژ باز بماند و ولتاژ شارژ را نگه دارد. زمانی که سویچ بسته می شود مولد به چند برابر کنندگی ولتاژ یا جریان می رسد.
شکل ۱-۳ شمای مولد پالسی با ذخیره ساز خازنی
مولد با ذخیره سازی القایی در شکل ۱-۴ نشان داده است. این طرح نیازمند سویچ بازشونده است که در زمان شارژ بسته باشد و جریان بالایی را انتقال دهد. بعد از شارژ سویچ باید در یک لحظه باز شود و ولتاژ بالایی را تحمل کند. به دلیل اینکه بسیار مشکل است تا سوییچ باز شونده مناسب ساخته شود. بیشتر مولدهای توان بالا از ذخیره ساز خازنی استفاده می کنند با وجود اینکه قابلیت ذخیره چگالی انرژی پایین تری دارد.
شکل ۱-۴ شمای مولد پالسی با ذخیره ساز سلفی
اصلی ترین مشخصه توان پالسی که آن را از دیگر زمینه های الکترونیک قدرت متفاوت می کند و در روش های دیگر الکترونیک قدرت قابل دسترس نیست میزان نسبت توان بیشینه به توان متوسط است. این مشخصه می تواند سبب شکستن آستانه تحمل و اثرات غیر خطی شود. مثلا میدان الکتریکی پالسی قوی می تواند سبب نابودی غشای سلولهای زنده یا سبب آزاد شدن بهمنی الکترونها از سطح فلز شود. مقدار بالای توان بیشینه بر میانگین می تواند همچنین سبب فرونشاندن روندهای گرمایشی پیش رونده شود.
سودمندیهای دیگر به عرض کم پالس بر می گردد که دسترسی به فرکانسهای بالا در رادار و رادیوگرافی پرتو X را ممکن می سازد.[۷]
منابع پالسی خازنی
ذخیره سازی سازه با مبدل های دی-سی/دی-سی همراه با باتری ها و مبدل های AC همراه با یکسو سازه ها قابل انجام است.
سهولت تخلیه انرژی با کلیدهای بسته شونده
امکان بازیابی بخش عمده ای از انرژی ذخیره شده
فشار مغناطیسی نشتی اندک
بسته بندی آسان
سهولت تعمیر و نگهداری
انعطاف پذیری در تغذیه انواع بارها و تامین پالسها با انرژی ها و مشخصات متفاوت
منابع پالسی سلفی
چگالی انرژی قابل ذخیره در سلفها بسیار بالاست ۱۰۰ برابر خازن که باعث کوچک شدن حجم مولد می شود.
امکان بازیابی نیمی از انرژی ذخیره شده بین دو طبقه فشرده ساز انرژی
بدون توجه به ولتاز مورد نیاز در بار قادرند جریان مورد نظر را برقرارسازند.
مشکلات فن آوری در شارژ سلفها
شارژ مغناطیسی نشتی بالا
سلف پارازیتی که ذخیره ساز خازنی مسئله ساز است قسمتی از سیستم ذخیره ساز سفلی است.
منبع اولیه توان در روش سلفی دارای ولتاژ کمتری است که باعث ساده شدن طرح می­ شود.[۳]
نوسان ساز جبران کننده پالسی[۴]
نوع خاصی از مولد AC دارای امپدانس خروجی کوچک بوده و قادرند بدون بهره بردن از ذخیره ساز میانی انرژی و یا عناصر شکل دهنده پالس خارجی مستقیماً پالسهای مورد نیاز انواع شتابنده های الکترومغناطیسی یا الکترونرمال را تامین کنند.
این ماشینها بر اساس ادغام ژنراتورهای معمولی و فشرده ساز شار مغناطیسی در سامانه های گردان عمل نموده و معمولاً انرژی مورد نیاز در پنج الی ده پالس متوالی را در خود ذخیره می کنند. این امر از نقطه نظر اندازه ماشینی عیب به شمار می آید.
از مزایای مهم این منابع که باعث جلب توجه به سوی آنها شده می توان به ولتاژ خروجی بالا بازدهی زیاد، کم حجم بودن و چگالی انرژی نسبتاً بالای آن اشاره نمود.
در مقابل این مزایا، انعطاف پذیری کم، قابلیت اطمینان پایین و فن آوری بالا و گرانقیمت بودن جزو مصایب آن به شمار می آید.
یکی از ویژگی های جالب این منابع امکان بازیابی انرژی القایی ذخیره شده دربارهای سلفی مانند شتاب دهنده های الکترو مغناطیسی، می باشد. که باعث بازدهی این منابع به هنگام تغذیه این گونه بارها می شود.
بهترین منبع از این نوع چگالی ۳.۸ دارد و قادر است در هر پالس ۵ مگاژول انرژی را به بار خود تحویل دهد.
شکل۱-۵ نوسانساز جبران کننده پالسی[۲۳]
مولد های تک قطبی HPG[5]
نحوه کار آنها بدین ترتیب است که در ابتدا انرژی در یک چرخ طیار m/s 1200 ذخیره شده و پس از درگیری آن بار موتور که از قطر کوچک و سرعت کند m/s 300 برخوردار است، انرژی مزبور را به صورت القایی در سیم پیچ تحریک مولد ذخیره نموده و باعث عملکرد مولد تک قطبی به صورت یک مولد خود تحریک می شود.
هنگامی که جریان سیم پیچ تحریک به حداکثر مقدار خود می رسد با باز شدن یک کلید انرژی ذخیره شده در آن به بار منتقل می شود. برای کاهش تلفات از نیتروژن مایع استفاده می شود. چگالی انرژی این منابع عمدتاً توسط چگالی انرژی سلفها تعیین می گردد. در حال حاضر چیزی حدود ۳ تا ۴ است.
شکل ۱-۶ مولد تک قطبی[۲۴]
+ حجم کم
+ چگالی انرژی بالا
- فن آوری بالا
- قابلیت اطمینان پایین
- انعطاف پذیری کم در تغییر شکل پالسها
نوسان ساز دیسکی[۶]
این نوسان سازها نوع خاصی از مولد AC است که بر خلاف مولدهای معمولی هسته آنها از هوا بوده و موتور آنها به شکل دیسک و نه استوانه ای می باشد. یک نمونه عملی با موفقیت در توان kw 100 آزمایش شده است. [۴]

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت