[发明专利]一种可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路

说明书

一种可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路，属于特种电机和脉冲功率技术领域。包括励磁绕组和电枢绕组，其特征在于：包括励磁控制开关、续流二极管、回收控制开关、续流开关以及脉冲电容器，励磁控制开关和回收控制开关串联组成的第一支路并联在励磁绕组的两端，续流二极管和续流开关串联组成的第二支路并联在励磁绕组的两端，脉冲电容器连接在第一支路和第二支路之间。在本可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路中，在放电过程中由脉冲电容器实现了能量回收，并在下一个放电周期利用剩磁能量为励磁绕组提供初始励磁电流，保证了脉冲放电的连续性，同时通过控制剩磁能量的回收时刻，还可以控制负载电流脉冲的脉宽。

技术领域

一种可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路，属于特种电机和脉冲功率技术领域。

背景技术

随着脉冲功率技术及相关电力电子技术的不断发展，脉冲功率技术的应用领域逐渐从国防科研和高新技术领域向工业和民用领域扩展，并且在工业和民用领域中展现了越来越重要的应用潜力，同时也给脉冲功率技术提出了一系列的科学技术问题，诸如：能量的中间储存，能量和功率的传输，脉冲的形成和压缩，开关技术，绝缘特性，磁绝缘传输线，二极管和有关诊断技术等。

一般来说，脉冲功率装置主要包括初级能源、中间储能、脉冲成形或能量压缩等三大部分，而中间储能元件是脉冲功率技术中的基础元件，是脉冲功率技术的关键部件，直接影响着脉冲功率装置的小型化、轻量化和模块化等应用发展方向。由于电容器放电较为灵活，现有的脉冲功率装置中的储能元件大多采用电容器。不过，脉冲电容器的储能密度较低，其庞大的体积成为影响脉冲功率技术大规模工程化应用的主要障碍。另外，电容器具有一定的漏电流，不能长时间储能。

空心脉冲发电机作为机械能储能方式，其储能密度比脉冲电容器要高两个数量级，成为减小脉冲功率电源体积的最有效的途径。当前的空心脉冲发电机主要采用自励发电方式，具体操作为：首先利用原动机将脉冲发电机的转子拖动至高速，使转子具有非常高的动能；然后，利用脉冲电容器构成的初始励磁电路给脉冲发电机的励磁绕组提供一个初始电流，使脉冲发电机利用转子动能开始空载自励；当励磁电流达到预定的电流值，闭合负载开关，脉冲发电机利用转子动能对负载发电。

传统自励空心脉冲发电机放电过程结束后，初始励磁电路中的脉冲电容器无法回收励磁绕组中的剩余能量。因此，在下一个连续放电周期开始之前，需要对初始励磁电路中的脉冲电容器再次充电。这些操作将会影响自励空心脉冲发电机的脉冲放电的连续性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在放电过程中由脉冲电容器实现了能量回收，并在下一个放电周期利用剩磁能量为励磁绕组提供初始励磁电流，保证了脉冲放电连续性的可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该可回收剩磁能量的自励空心脉冲发电机初始励磁电路，包括励磁绕组和电枢绕组，其特征在于：还包括励磁控制开关、续流二极管、回收控制开关、续流开关以及脉冲电容器，励磁控制开关和回收控制开关串联组成的第一支路并联在励磁绕组的两端，续流二极管和续流开关串联组成的第二支路并联在励磁绕组的两端，脉冲电容器连接在第一支路和第二支路之间。

优选的，还设置有励磁调节电感，脉冲电容器的一端连接在续流二极管和续流开关之间，脉冲电容器的另一端串联励磁调节电感后连接在励磁控制开关和回收控制开关之间。

优选的，在所述电枢绕组的两端分别连接有第一整流电路和第二整流电路，电枢绕组的两端分别与第一整流电路和第二整流电路的输入端相连，第一整流电路的输出端连接负载，第二整流电路的输出端连接在所述励磁绕组的两端。

优选的，还设置有原动机，原动机与励磁绕组相连带动励磁绕组转动。

优选的，所述电枢绕组为单相绕组或多相绕组。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：