ITPM在雷達(dá)發(fā)射機(jī)高壓電源中的應(yīng)用

　　3 ITPM在高壓電源中的應(yīng)用

　　3.1 高壓電源的設(shè)計(jì)

　　高壓電源技術(shù)參數(shù)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(dāng)調(diào)壓功能，將電源分為3檔，電源變壓器分成3個(gè)，3個(gè)變壓器初級(jí)并聯(lián)接到ITPM的輸出端。每個(gè)變壓器的初級(jí)均為△型接法，變壓器的次級(jí)均有2個(gè)繞組，一個(gè)為△型接法，另一個(gè)為Y型接法，以便實(shí)現(xiàn)12相整流并獲得較好的電源紋波特性，2個(gè)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(duì)紋波衰減效果較好的 型濾波器，LC的濾波常數(shù)選得比較大，有利于對(duì)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(dá)到2 000μF，是脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(即PFN)總?cè)萘康?0多倍，使得高壓電源在對(duì)PFN進(jìn)行脈沖充電時(shí)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(yīng)用

　　ITPM在高壓電源中的應(yīng)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(hù)：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(chǎn)生諧振。這種吸收回路能抑制晶閘管由導(dǎo)通到截止時(shí)產(chǎn)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(dāng)?shù)碾娏饔嗔?，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(jí)，控制端口的直流控制電平由工控機(jī)(PLC)的D／A轉(zhuǎn)換單元直接控制。通過PLC中CPU軟件的設(shè)置，可以根據(jù)需要隨意地設(shè)置和改變導(dǎo)通角初始值和控制調(diào)壓的速率，方便地實(shí)現(xiàn)了調(diào)整電源變壓器初級(jí)電壓，達(dá)到高壓電源電壓軟啟動(dòng)的目的。

　　3．3 ITPM的應(yīng)用效果

　　高壓電壓的最終負(fù)載是大功率速調(diào)管，為此，有必要簡(jiǎn)單介紹一下速調(diào)管的負(fù)載特性。在陰極脈沖調(diào)制時(shí)，速調(diào)管對(duì)脈沖調(diào)制器和陰極高壓電源呈現(xiàn)的負(fù)載是一個(gè)非線性電阻[3]，其電流電壓關(guān)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(diào)管呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗很大，隨著電壓的逐漸上升所呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗逐漸減小。因此，可以適當(dāng)提高高壓電源的起始調(diào)整電壓，這與ITPM模塊的導(dǎo)通角要求不謀而合，通過一定的降額系數(shù)，為模塊在大功率速調(diào)管雷達(dá)發(fā)射機(jī)的正常使用奠定了基礎(chǔ)。

　　經(jīng)過充分的試驗(yàn)，我們確定高壓電源一檔(最低檔)的電壓軟啟動(dòng)調(diào)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(shí)現(xiàn)了速調(diào)管陰極電流的線性調(diào)整。調(diào)整結(jié)果如表2所示。

　　由表2可以看出，ITPM模塊對(duì)高壓電源輸出功率的調(diào)整范圍為4．7～60 kW，完全能夠滿足大功率速調(diào)管對(duì)于其陰極高壓電源的調(diào)壓要求。而且，在特殊需要的情況下，我們還可以單獨(dú)加高壓電源二檔或三檔并設(shè)置適當(dāng)?shù)碾妷很泦?dòng)調(diào)整初始值來獲得更低的速調(diào)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(duì)應(yīng)的初始電壓下，模塊實(shí)際的輸出電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模塊在相應(yīng)輸出電壓下的電流輸出能力，切實(shí)保證了模塊的安全使用和可靠性。

　　4結(jié)語

　　ITPM是電力電子產(chǎn)品數(shù)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(shù)在電氣控制中的作用。由于其高開關(guān)速度和無弧關(guān)斷等優(yōu)良特點(diǎn)，在配電系統(tǒng)內(nèi)的電氣控制、交／直流電機(jī)調(diào)速、電源和控制等方面有著廣泛的應(yīng)用[4]。在高功率雷達(dá)發(fā)射機(jī)中，應(yīng)用ITPM成功實(shí)現(xiàn)速調(diào)管陰極高壓電源的軟啟動(dòng)控制，經(jīng)過多批次生產(chǎn)、調(diào)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(diǎn)，使得他在民用和軍事領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景。