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第38卷第3期电工电能新技术Vol.38,No.3

2019年3月AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergyMar.2019

连续脉冲电源用超导脉冲变压器设计与试验研究

12111

高晓晶,胡元潮,段志强,周英博,王雅文,

231

李海涛,赵文龙,邹雨馨

(1.国网湖北省电力有限公司经济技术研究院,湖北武汉430061;

2.山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255000;

3.100089)

空军研究院战略预警研究所,北京

摘要:将超导电感储能用于脉冲电源,可以减少充电过程中的电阻损耗,降低对初级充电电源的功

率要求。本文介绍了一种基于超导脉冲变压器的连续脉冲电源电路,对该电路的工作过程进行了

详细的原理分析,指出该连续脉冲电源电路兼具漏感能量回收和负载剩余能量回收的优点,并研制

了用于该连续脉冲电源电路原理验证的小型高温超导脉冲变压器。通过连续电流脉冲测试实验对

该连续脉冲电源电路原理和小型高温超导脉冲变压器的可行型进行了验证,分析比较了该小型高

温超导脉冲变压器在常导和超导状态下的连续脉冲输出特性。测试结果达到了预期目标,并证明

了超导电感在提高能量传输效率和降低对初级充电电源功率要求方面的优势。

关键词:电感储能脉冲电源;超导电感;电流脉冲;连续脉冲

DOI:10.12067/ATEEE1807027文章编号:1003-3076(2019)03-0082-07中图分类号:TM86

1引言可以为超导电感储能用于脉冲电源提供借鉴。

在当前文献中,利用传统电感储能的用于电磁

在脉冲功率技术中,电感储能脉冲电源的储能发射领域的脉冲电源电路拓扑主要有美国IAT实验

forAdvancedTechnology)提出的

密度和放电速度都介于电容储能和机械储能之间,室(Institute

既具有较高的储能密度,又具有相对较快的放电速STRETCHmeatgrinder电路[5],德法联合实验室ISL

度,在电磁发射等新概念武器及未来高速运载工具(InstituteofSaintLouis)提出的XRAM电路[6],日

方面具有极大的应用潜力[1-3]。但是,由于电阻损本JSW(JapanSteelWorks)公司提出的CMIS电

耗的存在,传统的储能电感对初级电源的功率要求路[7],以及清华大学提出的STRETCHmeatgrinder

较高,而且无法长时间储能。withICCOS电路[8-10]。基于上述拓扑,目前已有较

随着超导材料和超导电工技术的发展,超导电多研究人员开始对利用超导电感储能的脉冲电源展

感的电阻损耗很小,克服了传统电感不能长时间储开研究[11-14]。

能的缺点,对初级电源的功率要求较低,而且与传统结合超导电感的特点,文献[11]在STRETCH