基于蓄電池電源的45T長脈沖強磁場研究.pdf

1、華中科技大學國家脈沖強磁場科學中心已經建成了蓄電池型電源系統(tǒng)，它采用模塊化結構，通過蓄電池的串并聯(lián)實現(xiàn)不同電壓和電流的輸出，也可以通過輸出母排的轉換實現(xiàn)多個電源的靈活供電。本文擬開展基于蓄電池電源系統(tǒng)的45T長脈沖平頂磁場研究，目的是獲得滿足核磁共振和比熱測量等前沿科學研究所需要的既有較高磁場又有穩(wěn)定平頂?shù)膹姶艌?。分析了三線圈磁體的結構和參數(shù)，通過電源的理論分析和仿真研究，設計了滿足實際需要的三套獨立蓄電池電源結構和參數(shù)，確定了三線圈磁

2、體供電的控制方案。本文的主要研究內容包括：
　　首先，針對強磁場下的前沿科學研究對長脈沖平頂強磁場的新需求，結合蓄電池電源系統(tǒng)具有的能量大，輸出為直流，理論上是不存在紋波等特點，提出了采用三個獨立的蓄電池組電源供電實現(xiàn)三線圈磁體供電的技術路線，實現(xiàn)45T長脈沖平頂磁場，具有重要的科學意義和應用價值。
　　其次，結合現(xiàn)有蓄電池電源系統(tǒng)的參數(shù)配置，通過三線圈磁體的參數(shù)設計分析，給出了三線圈的長脈沖磁體的主要參數(shù)，進而給出三套電源

3、的蓄電池組電壓、電流及脈沖長度等主要技術參數(shù)。最終確定實現(xiàn)45T長脈沖無紋波的平頂磁場技術方案。
　　進而，完成磁體和電源系統(tǒng)的建模，并利用MATLAB SIMULINK仿真軟件對該方案進行了系統(tǒng)仿真，通過對電源的電壓電流波形、磁場平頂、磁體溫升曲線等主要參數(shù)的細節(jié)分析和參數(shù)優(yōu)化，確定三套電源的結構配置以及主要放電開關和保護開關的技術指標。
　　在以上分析設計的基礎上，針對三個電源同時供電大功率直流以及復雜的磁場環(huán)境，可靠的