برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

سیستم های پالس پاور و کاربردهای آن در صنعت



گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  پژوهشکده تکنولوژی تولید 

گروه پژوهشی: مهندسی برق ـ قدرت

پژوهشگران: 
صنیعی محسن (مسئول طرح)
پورعابدی محمدرضا (همکار طرح)
حسنی عبدالمجید (همکار طرح)

تاریخ خاتمه:  بهمن 1385

کارفرما: پژوهش و فناوری جهاددانشگاهی

خروجی طرح: 

از نتایج این طرح می توان پروژه های جداگانه ای در مورد استفاده های P. P در صنعت حفاری، مواد غذایی و ... تعریف و شروع کرد.


نوع: کاربردی

 
تلفن: 

نشانی سازمان مجری: 
 

چکیده:

سیستم های pulsed power تولید و اعمال پالس ولتاژ بالا در بازه زمانی بسیار کوتاه نانو ثانیه و مایکرو ثانیه می باشند. در این سیستم ها، انرژی که در سیستم های ذخیره کننده انرژی مانند خازن و سلف و یا کابل های خطوط انتقال ذخیره می شود، پس از کلید زنی به صورت پالس ولتاژ بالا بر روی بار دشارژ می شود و به این ترتیب ولتاژ خروجی بصورت پالس تولید می شود.
هر سیستم
pulsed power متشکل از یک منبع، یک شبکه ذخیره انرژی، تجهیزات شکل دهنده پالس، کلید و بار الکتریکی است. منبع انرژی که در بیشتر موارد شبکه قدرت است، به شبکه ذخیره انرژی متصل می شود و سپس در ارتباط با تجهیزات شکل دهنده پالس قرار می گیرد و پس از کلید زنی به صورت پالس بر روی بار قرار می گیرد.
انرژی ذخیره شده معمولا در خازن ها یا سلف ها ذخیره می شود یعنی انرژی معمولا به صورت الکتریکی یا مغناطیسی ذخیره می شود. شبکه ذخیره انرژی غالبا کاپاسیتیو است و بندرت اندوکتیو می باشد.
در سیستم های
Pulsed Power، کلیدها به عنوان کنترل کننده انرژی الکتریکی هستند . مشخصات کلید مانند ولتاژ و جریان قابل تحمل، زمان کلید زنی و جریان نشتی تعیین کننده نوع کاربرد مناسب می باشد. کلید هایی را که در سیستم های Pulsed power بکار می روند را می توان به سه گروه کلیدهای با عایق گاز و مایع و نیز کلیدهایSolid State تقسیم بندی کرد.
اولین کاربرد سیستم هایpulsed power در دهه 1960 در نیرو گاه های هسته ای و تسلیحات هسته ای برای تولید پالس های با ولتاژ مگاولت و توان های تراوات (1 تراوات = 1000 گیگاوات) و عرض پالس های چند ده نانو ثانیه تا چند صد نانو ثانیه برای تحریک شتاب دهنده های الکترونی بوده است.
محدودیت عناصر ذخیره کننده انرژی و نبود تکنولوژی کلیدزنی پالس قدرت، مانع از گسترش آن در حوزه های عمومی تر گشته بود. اما هم اکنون با توسعه این منابع و بهبود تکنولوژی ساخت خازن ها، اندوکتانس ها و کلیدها، بسیاری از مشکلات در تولید پالس های قدرت انرژی بالا و با قیمت مناسب برطرف شده است. پایان یافتن دوره جنگ سرد میان ابرقدرت ها نیز باعث شده است که کاربرد سیستم های pulsed power به سمت کاربردهای عمومی در صنعت گسترش پیدا کرده است. این کاربردها حوزه هایی چون مصارف پزشکی، بهداشت، تصفیه و استریلیزه کردن مایعات و غذاها، تولید گاز اوزون، حفاری و حتی باستان شناسی را در بر می گیرد. امروزه، دامنه ولتاژ به ولتاژهای چند کیلو ولت و توان پالس مگاوات و توان متوسط به چند کیلو وات کاهش پیدا کرده است.



کلیدواژگان:

 
 
Title:



Abstract:

Pulsed power is a short pulse with a high voltage and/or a large current. High voltage pulsed power systems provide the ability to store large amounts of electrical energy, and can generate peak powers of many hundreds of MW. Every high pulsed power system comprised of primary energy source, storage system, a switch and load. The original energy stored in the primary energy source at low power level, low power density are stored in the storage system which almost are a capacitive or inductive system. Capacitor bank, Maxwell generators and transmission lines are most widely used capacitive devices for such purpose.
The energy stored in the storage system, is rapidly released into the load in a pulsed form at a high power level and high power density. The pulse forming section generally consisted of specially designed transmission lines and some high voltage switches, reshape the pulse form of the output power. The pulse shape is closely related to the performance of the switch which can be a gas gap switch, a liquid or solid state switch.
The pulse width decreases and the peak power increases with an iteration of an energy transfer from an energy storage element to another one.
The high voltage pulsed power systems is used in a wide application such as: high power microwave sources, ion beam generation and acceleration, UV radiation sources, high power ultrasound sources for rock fracturing and oil exploration, electronic pasteurisation and sterilisation of foodstuffs and environmental applications such as ozone generation for the treatment of hazardous water or waste and flue gases.



Keyword(s):