مدلII
1
تعداد طبقات
50
100
2
ولتاژ پيک پالس(کيلوولت)
400
1000
3
جريان پيک پالس (کيلو آمپر)
4
4
4
پهناي پالس (نانو ثانيه)
40
40
5
امپدانس منبع(اهم)
125
250
اين ويژگي امکان تنظيم تعداد طبقات مورد نياز را براي کاربر فراهم مي سازد. هر طبقه متشکل از تعدادي خازن سراميکي است که به صورت موازي با يکديگر اتصال پيدا مي کنند تا اندوکتانس سیستم توان پالسی کاهش يابد. با توجه به ظرفيت کم خازن هاي سراميکي، معمولا چنين مولدهایی به عنوان منابع جريان زياد در سیستم توان پالسی عمل می کنند، اما امکان تنظيم ولتاژ خروجي را نیز فراهم مي سازند. جدول (1-5) مشخصات مولد مارکس قطعه اي مدلA 43733 نشان داده است. ويژگي هاي اصلي مولد مارکس قطعه اي عبارت است از:

مطالب مشابه در سایت

SABZFILE.COM

موجود است

الف ) خازن ها در مرحله ذخيره سازي همگي به صورت موازي اتصال دارند به گونه اي که اندوکتانس در به حداقل می رسد.
ب) يک کليد خلا قدرت بالا با زمان کليدزني سريع براي کنترل پهناي پالس مورد استفاده قرار مي گيرد ]20[.
جدول (1-5)مشخصات مولد مارکس قطعه اي مدلA 43733
رديف
مشخصات مدل
A 43733
1
تعداد طبقات مستقل
12
2
ولتاژ شارژ(کيلوولت)
25
3
ولتاژ خروجي(کيلوولت)
300
4
جريان خروجي (کيلو آمپر)
5
5
پهناي پالس (نانو ثانيه)
30
6
راندمان ولتاژ (درصد)
%50
3.4.1 اصول کليد زني در پلاسما
در کاربردهاي توان پالسي قدرت بالا به کليدهايي نياز است که توانايي تحمل توان تا حد تراوات و زمان شکست الکتريکي آن در گستره نانو ثانيه واقع شود. کليدهاي معمولي از قبيل نمونه هايي که در کاربردهاي عادي ولتاژ بالا مورد استفاده قرار مي گيرند جهت برآورده کردن اين نيازها مناسب نيستند. بنابراين توسعه انواع جديد کليدها بر مبناي تکنولوژي انتقال انرژي در پلاسما اجتناب ناپذير است. کليدهاي قدرت بالا به دو گروه کليدهاي باز و بسته تقسيم مي شوند.
همان طور که در مقدمه ذکر شد، در سيستم هاي توان پالسي پلاسما مهم ترين المان در قسمت شکل گيري پالس، کليد قدرت بالا هستند. هم چنين براي انتقال مقادير زيادي از انرژي ذخيره شده با دامنه بالا و طول پالس کوتاه به سر بار نيز استفاده مي شود، بنابراين با توجه به مشخصات بار، اين کليدها بايد داراي ويژگي کار با ولتاژ وجريان زياد (با سطح ولتاژي بين 10 کيلوولت تا چند مگاولت) و دامنه زمان صعودی کوتاه( درحد نانو ثانيه تا چند ميکرو ثانيه) را داشته باشند. براي چندين دهه است که کليدهاي پلاسمایی را با مشخصه انتقال انرژی خوب و قابليت تحمل بالای ولتاژ آن مي شناسند. از کليدهای پلاسمایی نوع بسته را می توان به اسپارک گپ های گازی5، ایگنترون ها6،تایترون ها7 و… اشاره کرد که براي بررسي جزئيات بيشتر مي توان به منابع مراجعه کرد]21,22[
استفاده از کليدهاي حالت جامد پلاسمایی به صورت کمپکت با تجهيزات جانبي(مدارات کنترلی و …) با توجه به کارايي مطلوب آن در بازه زماني طولاني ، دامنه کاري وسيع آن و عمر مفيد بالاي کليدها با توجه به نرخ خرابي کم در اين کليدها که منجر به افزايش قابليت اطمینان و راندمان سيستم هاي توان پالسي می شود، روبه افزايش است. با اين حال قابليت هاي فعلي این کليدها از جمله : ولتاژ شکست و حداکثر جريان عبوری، هنوز هم قادر به تحمل پارامترهاي کليدي سيستم هاي توان پالسي بزرگ و پیچیده مورد استفاده در پلاسما نمي باشند. جدول (1-6) به طور خلاصه به برخي از پارامتر های اصلی کليدهاي گازی نوع بسته پلاسمایی مانند اسپارک گپ ها و … هم چنين براي کليدهاي حالت جامد مانند تريستور، IGBT و ماسفت8 اشاره مي شود.
رديف
نوع کليد
حداکثر جريان (کيلو آمپر)
ولتاژ شکست
(کيلو ولت)
افت ولتاژ مجاز
(ولت)
1
اسپارک گپ
1000-10
100
20
2
ايگنترون
10-1
30
150
3
تايترون
100-5
35
200
4
تريستور
50-1
5-1
2
5
IGBT
1
1
3
6
ماسفت
0.1
1
1
جدول(1-6) کليدهاي نيمه هادي با حالت گازي در منابع توان پالسي مورد استفاده در پلاسما
در سیستم های توان پالسی بستن کليدهای پلاسمایی که در حالت عادي باز هستند، براي تحريک مدار به کار مي رود. شکل کلي اين نوع کليدها به صورت دو الکترود با يک عايق در ميان آن مي باشد. به طور کلي تحريک کليدها با افزايش بار حامل عايق هاي مياني آن به نوع کليد و ساختار گوناگون آن بستگي دارد. با توجه عملکرد بار حامل در اين کليدها، حالت شکست يا عمل بسته شدن کليد انجام مي پذيرد.
4.4.1 شبکه هاي شکل دهي پالس9
در سیستم توان پالسی پلاسما دو هادي الکتريکي که بين آنها ولتاژ اعمال شود و بتواند جريان الکتريکي را انتقال دهد، به عنوان خط انتقال در نظر گرفته مي شود. در بسياري موارد هيچ تمايز مشخصي بين خط انتقال و يک مدار الکتريکي عادي وجود ندارد. که در اين حالت دو عامل طول هادي ها و طول موج ولتاژ اعمالي تعیین کننده است. اگر طول موج ولتاژ اعمال شده در مقايسه با طول هادي ها بسيار بلند باشد مي توان دو هادي را به عنوان يک مدار الکتريکي در نظر گرفت در غير اين صورت بايد آنها را در قالب خط انتقال مورد تحليل قرار داد. خطوط استاندارد انتقال در سیستم های توان پالسی، که به صورت تجاري توليد مي شوند و معمولا از نوع هم محور هستند، داراي امپدانس 50 اهم هستند. البته دست يابي به ديگر امپدانس ها با ايجاد خطوط شکل دهي پالس نواري امکان پذير است. اگر اين خطوط در ولتاژ هاي بالايي قرارگيرند اين روش، هزينه بر و مشکل است. مشکل ديگر مربوط به سرعت انتشار امواج الکترومغناطيسي در خطوط انتقال است. مي دانيم که سرعت انتشار متناسب با نفوذپذيري نسبي يا ثابت دي الکتريک ماده اي است که براي عايق کاري بين دو رساناي سازنده خط به کار برده مي شود. ماده اي که به طور متداول مورد استفاده قرار مي گيرد، نوعي پلاستيک پليمر مانند پلي پروپيلن است که ثابت دي الکتريک آن تقريبا کوچک است. از اين رو سرعت انتشار موج بر روي اين خط در حدود 108*2 متر در ثانيه و معادل 20 سانتيمتر در هر نانو ثانيه است. بنابراين براي ايجاد يک پالس به طول يك ميكرو ثانيه با استفاده از يک خط شکل دهنده پالس، به خط انتقالي معادل 100 متر نياز خواهد بود. براي توليد پالس هاي طولاني استفاده از اين روش امکان پذير نيست مگر آن که از خط هاي نواري که با موادي با ثابت دي الکتريک بالا عايق بندي شده اند، استفاده گردد.
يکي از روش هاي تحليل و بررسي شبکه هاي شکل دهي پالس، شبيه سازي خط با استفاده از شبکه نردباني متشکل از سلف و خازن ها است که در شکل (1-10) نشان داده است. انرژي آزاد شده از اين خط که ناشي از پالس هاي مربعي است معمولا در خازن هاي شبکه نردباني ذخيره مي شوند.این شبکه به عنوان يک شبکه تغذيه کننده ولتاژ نیز شناخته مي شود. با توجه به امکان ذخيره سازي مغناطيسي انرژي در القاگر هاي شبکه، در اين حالت به آن شبکه تغذيه کننده جريان نیز مي گويند. اطلاعات بيشتر در مورد مشخصات امپدانسي، معادلات تبديل و ويژگي هاي انتشار و… در يک شبکه نردباني LC را مي توان درمرجع ]23[ مشاهده کرد.
شکل (1-10)آرايش مختلفي از شبکه نردباني مورد استفاده در شبکه هاي شکل دهي پالس

سایت ما حاوی پایان نامه های زیادی است – می توانید جستجو کنید :

5.4.1 خط انتقال بلوملين10
يک ايراد مهم شبکه های شکل دهي پالس در سیستم توان پالسی پلاسما آن است که در شرايط تطبيق امپدانس ، دامنه پالس روي بار الکتريکي برابر با نصف دامنه ولتاژ شارژ کننده است. اين مشکل را مي توان با استفاده از خط شکل دهنده پالس بلوملين برطرف کرد. يک خط انتقال بلوملين از دو خط انتقال ساده که به يکديگر متصل شده اند، تشکيل مي گردد. اين دو خط به صورت موازي باردار و به صورت سري تخليه مي شوند. در صورت صحت اتصالات در ورودي و بار ، دامنه ولتاژ خروجي در آنها تا دو برابر سطح ولتاژ خروجي يک خط انتقال خواهد رسيد. خط بلوملين را مي توان به صورت استوانه اي يا به شکل صحفه اي موازي ساخت. در بيشتر کاربردهاي پالس هاي قدرت بالا، فضاي بين استوانه ها با نوعي دي الکتريک مايع ، نظير روغن يا آب پر مي شود. يک کليد در بين استوانه هاي مياني و داخلي براي کنترل ولتاژ خط وجود داردکه در شکل(1-11) نشان داده شده است. شعاع استوانه ها را به گونه اي انتخاب مي شوند که امپدانس مشخصه در تمام طول خط يکنواخت باشد و ولتاژ مورد نياز تامين گردد. معمولا بار الکتريکي بين استوانه هاي داخلي و خارجي متصل مي شود و تغذيه ولتاژ ورودي از طريق استوانه مياني صورت مي گيرد. به طور ايده آل خط بلوملين را به گونه اي طراحي مي کنيم که داراي ولتاژ و جريان خروجي زياد ،با راندمان انتقال انرژي وتوان نزديک به يک باشدکه در نتيجه باعث افزايش قابليت اطمينان و کاهش ابعاد آن مي شود.

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید