[發明專利]一種基于參數修正的電容器組電感估算方法

有效

• 申請號: 202010143199.9
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111308222B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 何德雨;楊實;周亞偉;呼義翔;曾江濤
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F30/367
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

為了解決現有的電容器組電感估算方法誤差較大的技術問題，本發明提供了一種基于參數修正的電容器組電感估算方法，在基于帶狀線電感計算的公式的基礎上，通過搭建單元回路的充放電實驗裝置，同時運用Maxwell電磁場仿真方法，獲取電容器組電感的實測數據，進而與原始公式計算結果進行對比擬合，得到適用于該種規格電容器的修正系數，經修正后的計算公式估算精度顯著提升。

技術領域

本發明涉及一種電感估算方法，具體涉及一種適用于脈沖功率裝置單元回路電容器組的電感估算方法，該方法是基于帶狀線電感計算公式的一種參數修正方法。

背景技術

脈沖功率裝置單元回路是指由并排放置的兩個相同規格電容器以及將其相連的導體板、觸發開關等組成的基本充放電回路。在進行Marx發生器及LTD驅動源設計時，需要對單元回路的電容、電感等關鍵參數進行估算，以確定基本單元及裝置整體的電脈沖輸出波形參數。目前在脈沖功率裝置中所采用的電容器大部分為長方體形結構，在進行回路電感估算時往往將其等效為帶狀線，且認為等效導體層位于電容器中間，即“中間層假設”。然而在工程實踐中發現，這樣簡單的等效針對不同電容器型號及不同間距，均存在不同程度的誤差，最高可達20％以上，不利于裝置運行參數的準確估計。

發明內容

為了解決現有的電容器組電感估算方法誤差較大的技術問題，本發明提供了一種基于參數修正的電容器組電感估算方法。

本發明的發明構思是：

本發明在基于帶狀線電感計算的公式的基礎上，通過搭建單元回路的充放電實驗裝置，同時運用Maxwell電磁場仿真方法，獲取電容器組電感的實測數據，進而與原始公式計算結果進行對比擬合，得到適用于該種規格電容器的修正系數。

本發明的技術方案是：

基于參數修正的電容器組電感估算方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1：搭建單元回路充放電實驗裝置

所述單元回路充放電實驗裝置的等效電路包括第一電容器、第二電容器、正充電電源、負充電電源、觸發電極開關、測量端連接板、充電端連接板和羅氏線圈；

第一電容器的一端通過正充電支路保護電阻與正充電電源的輸出相連，第一電容器的另一端通過測量端連接板、放電回路等效電阻與第二電容器的一端相連，第二電容器的另一端通過負充電支路保護電阻與負充電電源的輸出相連；觸發電極開關通過充電端連接板設置在正充電電源與負充電電源之間；羅氏線圈環繞在測量端連接板外；

第一電容器和第二電容器相對并排設置構成電容器組，第一電容器和第二電容器之間設置有多個絕緣材料制成的隔板，通過改變所述隔板的數量，可控制第一電容器和第二電容器之間的間距在5mm～30mm變化；

步驟2：向電容器組充電

向第一電容器和第二電容器施加充電電壓，從0開始逐漸提升充電電壓至觸發電極開關的間隙放電導通；

步驟3：獲取電容器組的實測電感L_C

將第一電容器與第二電容器之間的間距從5mm逐級調至30mm，分別開展至少四組不同間距下的實驗，每組實驗測試N個電流波形作為數據樣本，計算每組實驗的電容器組電感平均值作為該組實驗的實測電感L_C；N≥10；單組實驗的電容器組實測電感L_C的獲取方法為：

3.1)采用Maxwell仿真計算充電端連接板的回路電感L_A、測量端連接板的回路電感L_B，估算觸發電極開關處的火花通道電感L_D≈14x，單位nH；x為火花通道距離，單位cm；