ITPM在雷達發(fā)射機高壓電源中的應用

　　3 ITPM在高壓電源中的應用

　　3.1 高壓電源的設計

　　高壓電源技術參數如下：輸出功率60 kW；輸出電壓1 500 V；輸出電流40 A；輸入線電壓380 V；輸入線電流92 A。

　　因高壓電源輸出功率較大并考慮到適當調壓功能，將電源分為3檔，電源變壓器分成3個，3個變壓器初級并聯(lián)接到ITPM的輸出端。每個變壓器的初級均為△型接法，變壓器的次級均有2個繞組，一個為△型接法，另一個為Y型接法，以便實現(xiàn)12相整流并獲得較好的電源紋波特性，2個繞組整流后串聯(lián)輸出。3檔串聯(lián)疊加輸出的最高電壓為1 500 V，第一檔變壓器整流輸出950 V，第二檔變壓器整流輸出400 V，第三檔變壓器整流輸出150 V。

　　高壓電源整流后采用對紋波衰減效果較好的 型濾波器，LC的濾波常數選得比較大，有利于對電源紋波的衰減，使電源的輸出紋波滿足發(fā)射系統(tǒng)的要求，尤其是濾波電容C選的比較大，達到2 000μF，是脈沖形成網絡(即PFN)總容量的40多倍，使得高壓電源在對PFN進行脈沖充電時更接近于恒壓源，從而使PFN的充電電壓更趨于恒定值。

　　3．2 ITPM的應用

　　ITPM在高壓電源中的應用如圖3所示。

　　圖3中阻容吸收回路是為了模塊的過壓保護：電容器把過電壓的電磁能量變成靜電能量存貯，電阻防止電容與電感產生諧振。這種吸收回路能抑制晶閘管由導通到截止時產生的過電壓，有效避免晶閘管被擊穿。因高壓電源的輸入線電流約為92 A，考慮到留有適當的電流余量，模塊宜選用MJYS-QKJL-150型。模塊的輸入端接電站輸出端口，輸出端接電源變壓器的初級，控制端口的直流控制電平由工控機(PLC)的D／A轉換單元直接控制。通過PLC中CPU軟件的設置，可以根據需要隨意地設置和改變導通角初始值和控制調壓的速率，方便地實現(xiàn)了調整電源變壓器初級電壓，達到高壓電源電壓軟啟動的目的。

　　3．3 ITPM的應用效果

　　高壓電壓的最終負載是大功率速調管，為此，有必要簡單介紹一下速調管的負載特性。在陰極脈沖調制時，速調管對脈沖調制器和陰極高壓電源呈現(xiàn)的負載是一個非線性電阻[3]，其電流電壓關系為：

　　I=pU3/2

　　其中：p=2．3×10-5撲，由上式可知，在較低的電壓下，速調管呈現(xiàn)的負載阻抗很大，隨著電壓的逐漸上升所呈現(xiàn)的負載阻抗逐漸減小。因此，可以適當提高高壓電源的起始調整電壓，這與ITPM模塊的導通角要求不謀而合，通過一定的降額系數，為模塊在大功率速調管雷達發(fā)射機的正常使用奠定了基礎。

　　經過充分的試驗，我們確定高壓電源一檔(最低檔)的電壓軟啟動調整初始值為電源電壓的60％，二檔的初始值為電源電壓的70％，三檔的初始值為電源電壓的90％，基本實現(xiàn)了速調管陰極電流的線性調整。調整結果如表2所示。

　　由表2可以看出，ITPM模塊對高壓電源輸出功率的調整范圍為4．7～60 kW，完全能夠滿足大功率速調管對于其陰極高壓電源的調壓要求。而且，在特殊需要的情況下，我們還可以單獨加高壓電源二檔或三檔并設置適當的電壓軟啟動調整初始值來獲得更低的速調管陰極電壓。

　　綜合表1和表2能夠看出，ITPM模塊在高壓電源各檔對應的初始電壓下，模塊實際的輸出電流遠遠小于模塊在相應輸出電壓下的電流輸出能力，切實保證了模塊的安全使用和可靠性。

　　4結語

　　ITPM是電力電子產品數字化、智能化、模塊化的集中體現(xiàn)，高度展示了現(xiàn)代電力電子技術在電氣控制中的作用。由于其高開關速度和無弧關斷等優(yōu)良特點，在配電系統(tǒng)內的電氣控制、交／直流電機調速、電源和控制等方面有著廣泛的應用[4]。在高功率雷達發(fā)射機中，應用ITPM成功實現(xiàn)速調管陰極高壓電源的軟啟動控制，經過多批次生產、調試和用戶使用，表現(xiàn)出極高的可靠性和良好的使用性。由于其所具有的優(yōu)越性能和鮮明特點，使得他在民用和軍事領域都具有良好的應用前景。