一種加速器用高壓電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
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0 引言
該電源系統(tǒng)為加速器供電，包括DC一200～一350kV 60mA主電源、30kV 100mA電源和10V 3A燈絲電源，其中30kV電源和10V電源浮在一350kV電源的高電位上。為了減小電源系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)及加速器其它部分的干擾，三相交流市電先經(jīng)過(guò)50kVA隔離變壓器再給該電源系統(tǒng)供電。其系統(tǒng)構(gòu)成電氣框圖如圖l所示。
l DC一200～一350kV主電源
該電源為加速器高壓電源，輸出電壓高、功率大，由交流穩(wěn)壓、功率逆變、高壓升壓及控制、檢測(cè)、保護(hù)等部分組成，如圖2所示。
該電源的關(guān)鍵部分在：1、功率逆變；2、高壓部分；3、高壓引出部分(即如何將電源的輸出高壓與加速器對(duì)接)。[!--empirenews.page--]
1)功率逆變
由于電源輸出功率較大(約20多千瓦)，功率逆變部分采用全橋逆變電路，如圖3所示。
其功率管采用智能型大功率IGBT。
2)高壓部分
由于電源輸出電壓高達(dá)350kV，高壓部分采用兩個(gè)高壓變壓器，分別倍壓整流，然后疊加，如圖4所示。整個(gè)高壓部分放在一油箱中。
2 DC30kV、100mA(一35kV電位)電源
該電源輸出功率達(dá)3 kW，且要求10kV～30kV可調(diào)，而其關(guān)鍵點(diǎn)在于該電源輸出電壓疊加在一350kV主電源上，即要求隔離電位達(dá)一350kV。對(duì)此，采用方案為：由50kVA隔離變壓器來(lái)的三相交流電，經(jīng)5kVA穩(wěn)壓器(電壓可調(diào))輸入給隔離電位為3．50kV的高壓升壓變壓器，然后整流濾波，輸出30kVDC 1OOmA(一350kV電位)。如圖1相關(guān)部分所示。
3 10V 3A(一350kV電位)燈絲電源
該電源盡管功率較小，但也要求輸出電壓可調(diào)，其關(guān)鍵點(diǎn)也在于輸出電壓也要疊加在一350kV主電源上，即要求隔離電位達(dá)一350kV。對(duì)此采用方案為：由50kVA隔離變壓器來(lái)的交流電，經(jīng)0．5kVA輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器后，輸入給隔離電位為350kV的降壓變壓器，得到AClOV 3A(一350kV電位)如圖l相關(guān)部分所示。
4 電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局
按圖l所示的系統(tǒng)構(gòu)成圖，根據(jù)各個(gè)部分所需體積的大小和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜的尺寸：50kVA穩(wěn)壓器為一個(gè)機(jī)柜；功率變換部分為一個(gè)機(jī)柜；50kVA三相隔離變壓器和5kVA穩(wěn)壓器以及0．5kVA穩(wěn)壓器放在一個(gè)機(jī)柜。共三個(gè)機(jī)柜。而一350kV電源的高壓變壓器、高頻高壓整流及大功率高壓電阻；30kV(一3 5 0kV電位)電源的350kV隔離升壓變壓器和整流濾波部分，lOV(一350kV電位)燈絲電源的350kV隔離變壓器等放在一個(gè)油箱里。
5 結(jié)束語(yǔ)
加速器用高壓電源系統(tǒng)是其關(guān)鍵的組成部分，本文提出的設(shè)計(jì)方案對(duì)高壓電源及高電位電源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有實(shí)際指導(dǎo)意義。
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