S
Switch
فصل اول
بررسی سیستم های قدرت پالسی وکاربرد های آنها
مقدمه
کاربرد روز افزون پالس های قدرت الکتریکی در زمینه های گوناگون نظیر شتاب دهنده های هسته ای و نظامی، تصفیه مایعات، شکل دهی و سخت کاری فلزات، تغذیۀ لیرزها و … باعث توسعۀ منابع تغذیۀ ویژه ای به نام منابع تغذیه پالسی شده است. مفهوم کلی پالس قدرت در واقع انرژی است که به صورت ضربه ای یا به عبارت دیگر لحظه ای آزاد می شود. این نوع منابع که در سیستم های قدرت پالسی مورد استفاده قرار می گیرند، تولید پالس های ولتاژ فشار قوی را در بازه های زمانی بسیار کوتاه (نانو ثانیه، میکروثانیه و میلی ثانیه) بر عهده دارند.
۱-۱ تاریخچۀ سیستم های قدرت پالسی
سیستم های قدرت پالسی پیشرفته توسط جان کریستوفر مارتین[۱] در تأسیسات تسلیحات آلدرمستون[۲] انگلستان شکل گرفت. او یک دانشمند هیدرودینامیک بود که بخاطر عدم توانائی در خرید یک منبع رادیوگرافی اشعۀ x مناسب، برای تصویربرداری از پدیدۀ هیدرودینامیکی مورد نظرش، در رنج بود. در نتیجه، او یک نسل جدید از منابع رادیوگرافی را بر مبنای مولد های مارکس فشار قوی دارای کوپلاژ با خطوط با امپدانس کم و فواصل شتاب دهنده تک مرحله ای با کاتد سرد[۳]، بنیان گذاشت که این کارکرد، سرآغاز تولد سیستم های قدرت پالسی پیشرفته بود. علم و فن آوری پالس قدرت بسرعت در ایالات متحده، اتحاد جماهیر شوروی سابق و روسیۀ کنونی، اروپا و آسیا گسترش یافت. پالس قدرت یک فن آوری با مزیت و کارآیی بالا می باشد که بخاطر بعضی کاربرد ها که نیاز به پالس با توان خیلی بزرگ برای یک بازۀ نسبتاً کوتاه دارند، گسترش یافته است. بار های نوعی مرسوم شامل دیود های تابش ذرات باردار، پلاسما های منفجر شونده و دیگر کاربرد های اولیه مربوط به صنایع دفاعی می باشند. هر چند امروزه بار ها می توانند هر یک از کاربرد های زیست محیطی موجود مانند نمونه های زیستی، آب شرب تغذیه کنندۀ مناطق شهری یا گاز های خارج شده ناشی از فرایند های احتراق باشند. بطور خلاصه پالس قدرت تنها به منظور ایفای یک نقش مهم در صنایع دفاعی گسترش نیافته است، بلکه تبدیل یک فن آوری مهم و با ارزش در زمینه های زیست محیطی گردیده است[۱]. بزرگترین سیستم های قدرت پالسی آنهایی هستند که در آزمایشگاه به منظور مطالعه فیزیک پلاسمای با چگالی انرژی بالا و معادلات حالت آن، مورد استفاده قرار می گیرند. آنها بطور معمول توان الکتریکی فراتر از ده ها تراوات تولید می کنند. نمونۀ این دسته از مولد ها، شتاب دهنده های Z در آزمایشگاه های ملی سندیا و ماشین اطلس[۴] در آزمایشگاه ملی لاس آلامس[۵] (که هم اکنون در سایت تست نوادا واقع شده است) می باشند. این سیستم های بزرگ به منظور تولید یک تک پالس توان بالا طراحی شده اند و پس از آن نیاز به مقداری سرویس قبل از تولید پالس بعدی خواهند داشت. نرخ تولید پالس برآیند در این ماشین های بزرگ نوعاً حدود یک پالس در روز است. جدول (۱-۱) پارامتر های سیستم های قدرت پالسی مورد استفاده در بعضی کاربرد های نوعی را بطور خلاصه ارائه می کند.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
توان متوسط
پیک توان هر پالس
طول پالس
انرژی الکتریکی
کاربردها
-
دهها تراوات<
۱۰۰ns
۲۰MJ
فیزیک پلاسمای با چگالی انرژی بالا
-
۱>TW
۷۰ns
۲۰۰KJ
رادیو گرافی با پرتو الکترونی قوی
۱۰۰KW
۱۰۰GW
۱۰۰ns
۱۰KJ
مایکروویو توان بالا (باند باریک)
۱۰KW
۱۰GW
۱ns
۱۰KJ
مایکروویو توان بالا (باند عریض)
کوچک
۳۰GW
۱۰۰ns