专利名称：一种电爆马达的制作方法
技术领域：
一种电爆马达技术领域[0001]本发明涉及一种电动马达，特别是基于脉冲功率技术的电能马达。
背景技术：
[0002]现有的有刷或无刷电动马达即电机，电能转换低，耗电大，电能转换率为20%左右，需要提高电能电动马达的效率。发明内容[0003]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种电爆马达，通过对液电爆炸技术即电爆技术的运用制造出电爆马达，让同样的电能在产生更多的机械能，提高电能利用率，提高电动马达的效率。中科院电工研究所的张禄荪先生的文献《液电爆炸及其应用》，说明了液电爆炸即液电效应形成的全过程。本发明的技术原理是主要基于电工学上的液电效应。当电容上的高电压电流突然加到液体中的间隙上时，产生强大脉冲电流，由于巨大的能量瞬释放于放电通道内，通道中的液体就迅速汽化、膨胀并引起爆炸，爆炸所产生的冲击压力可达10-15及以上的大气压。这就是所谓的液电效应。[0004]其技术方案是一种电爆马达，其特征是1. 一种电爆马达，其特征是主要包括电源、开关、脉冲发生器或脉冲电源、电极、电爆反应箱室和转子涡轮或叶轮依次通过导线、 电缆或连接器连接组成；[0005]所述的电源为市电或工业用电，所述的电极的形状包括圆柱形，分为绝缘部份和导体部份，绝缘部份的端着设置比电极大的电极座头，电极连接在电极座上，电极座形状包括平板形或球面形，通过上下左右推动电极座头，可以调节正负电极之间的距离；电极的数量及布置方式包括一个正电极和一个负电极的两个电极，也包括中心为一个正电极其同周围为一个现电极的六个电极；所述的液体包括水；[0006]所述脉冲发生器的包括基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器，基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器主要包括电源系统、脉冲形成系统、脉冲测量系统、FPGA控制系统、信号转换系统和电脑或带电脑接口的和单机芯片的单机；[0007]所述的基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器发生器的原理是基于马克斯发生器，通过对一组或多级多个电容器并联充电，然后由多个开关器器件对电容串联放电产生的脉冲多次斩波后获得所需要的高压纳秒、皮秒方波脉冲；负载与马克斯发生器脉冲输出端之间有数个尾切开关器件，每个尾切开关器件上有驱动器，在驱动器的控制下，尾切开关进行通导与断开，从而对脉冲波进行尾切，操作人员通过电脑程序用户界面或单片机面板，对脉冲发生器设置输出幅值、脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数等参数，FPGA控制系统的模块运算牖后通过信号置换系统发送控制信号给脉冲形成系统和高压直流模块，高压直流模块按照操作人员设定的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数进行开关动作、从而控制输出脉冲的宽度、频率和脉冲个数，脉冲测量系统中的分压器测量得到的输出处理或负载处脉冲电压、通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，实时调节充电电压，这样可以使设置输出恒定的预设幅值的高压纳秒、皮秒方波脉冲；电流传感器测量到输出处或负载处的脉冲电流信号通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，当超过设定的电流信号时，由FPGA控制系统进行延时判断锁定控制信号，关断脉冲形成系统中的开关器件工作和负载前端的截尾开关器件的工作，断开脉冲形成电路和负载电极放电电路，实现整个装置的保护，并保护使用者的安全；所述的开关器件或截尾开关器件包括气体开关、固态开关和液体开关，优选固态开关，开关器件或尾切开关器件的数量包括个或一个以上；所述的电源系统，包括电源、开关及开关驱动器，隔离变压器(电压、频率变化为I :I)、高压直流模块、开关电源Tl、开关电源T2、DC-DC模块；所述的电流为220V市电，通过导线可电缆通过带驱动器的开关与隔离变压器的原边连接，而隔离变压器的副边通过导线与高压直流模块的输入端连接，用于为高压直流模块提供交流电源；带驱动器的开关一端拉电源，一端连接隔离变压器，该开关的驱动器的控制通过导线或光纤与所述信号转换系统中的光/电转换器K2的输出连接；所述的高压直流模块包括输出最高电压幅值2000V、最大电流幅值为40mA的直流市购模块，高压直流模块的输出端通过导线与脉冲形成系统的充电隔离电阻串联后再与脉冲形成系统的马克斯电路的输入端连接，用于为脉冲形成系统的马克斯电路中的储能电容器组提供充电电源；所述的隔离变压器的原边的接地线与副边的接地线不直接连接，将所述的电源与所述的高压直流模块进行隔离；所述的开关电源Tl (市购元件)的输入端通过导线与撰述的电源连接，所述的电源Tl将220V交流电置换为15V的直流电流后，通过导线与撰述的DC-DC模块的输入端连接，该DC-DC模块通过导线与脉冲形成系统的马克斯电路中的开关驱动器的开关驱动器的输入端和尾切开关的驱动器连接，为上述驱动器提供电源，并进行高压、低压强弱电压之间的隔离，以保障整个系统的安全；所述的开关电源T2为市购元件其输入端通过导线与所述的电源连接，所述的开关电源T2将220V交流电源转换为5V直流电后，分别通过导线与FPGG控制系统中的FPGA模块、单片机模块(或单片机)、报警模块及信号置换系统的两个电/光转换器Jl、J2和两个光/电转换器K1、K2的输入端，用于为所述的FPGA模块、单片机模块(或单片机)、报警模块及上述数个转换器提供电源，电源系统通过上述工作方式为脉冲形成系统、FPGA控制系统和信号转换系统提供安全稳定的电源，保障其正常工作；所述的脉冲形成系统包括充电隔离电阻、马克斯电路、和负载，充电隔离电阻的一端与上述高压直流模块的输出端连接，用于发挥充电的限流和马克斯的高压与充电直流模块电源低压之间的隔离作用，充电隔离电阻的另一端通过导线与马克斯电路的第一级电压单元的旁路二极管的正极连接；所述的马克斯电路由4 10个或(或根据需要的数个)串联在电板母板上的带旁路二级管的电压单元组成，电压单元的数量可以根据需要确定；每个电压单元包括全固态开关、开关驱动器、储能电容器、旁路二极管、二级管；在各电压单元中，旁路二极管的负极通过导线或电缆与全固态开关和电容器的并联点连接，全固态开关的栅极通过导线与开关驱动器的输出端连接；开关驱动器和尾切开关驱动器的输入端通过导线与所述的电源系统的DC-DC模块的输出端连接；电源与隔离变压器之间的开关的驱动器、马克斯电路中的开关驱动器和尾切开关
5驱动器等驱动器的的控制端、通过导线与所述的信号转换系统中的第二光/电转换器K2连接，在该第二光/电转换器K2的作用下，上述开关和尾切开关开通-关断；储能电容器的另一端与二极管的正极串联后，与全固态开关并联，当全固态开关断开时，旁路二级管和二级管通导，储能电容器组进行并联充电；当全固态开关通导开通时，二极管和旁路二极管反向截止，已经充满到预设电压的储能电容器以串联方式通过尾切开关对负载进行放电，尾切开关对放电脉冲进行切尾；控制电容器对负载放电的脉宽和调节尾切开关，可以得到需要的高压纳秒或皮秒方波；当全固态开关断开时，再充对电容器进行充电，如此反复；当一个或多个全固态开关失效，则旁路二级管和二极管通导而自动旁路该一个或多个电压单元， 其余电压单元仍然能正常工作，从而全系统仍然能释放出需要的纳秒、皮秒方波；[0015]所述的负载为无感电阻负载，通过导线并联在马克斯电路的输出端，该输出端与负载的连接处通过导线与脉冲测量系统连接；[0016]所述的脉冲测量系统，包括分压器、电流传感器和处理电路；所述的分压器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的出端连接，所述的分压器的输出端通过导线与处理电路的输入端连接，用于监测撰述的脉冲形成系统的马克斯电路产生的脉冲电压信号；所述的电流传感器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的输出端连接，所述的电源传感器的输出端与处理电路的输入端连接，用于监测脉冲形成系统中的马克斯电路产生的脉冲电流号;[0017]所述的处理电路的输出端通过导线与撰述的FPGA控制系统的FPGA模块的输入端连接，通过FPGA控制系统运算后处理检测出所述马克斯电路对撰述负载的放电状态信息，包括脉冲电压在被尾切开关进行尾切前后的信息；[0018]所述的FPGA控制系统，包括高见FPGA模块和同步触发模块及单片机模块和报警模块；[0019]所述FPGA模块接收从所述测量系统的处理电路传输来的监测的所述脉冲形成系统的马克斯电路输出的高压脉冲的电压和电流信号，包括经过尾切开关尾切后的脉冲电压电流信号，经过运算处理后，一方面，所述的FPGA模块通过导线与所述的单片机模块进行数据交换；另一方面，上述FPGA模块通过导线与所述的同步触发模块的输入端连接，所述的同步触发模块的输出端通过光纤，经过信号转换系统的第二电/光转换器J2和第二光/ 电转换器K2，与所据隔离变压器的开关的驱动器、所述的脉冲形成系统的马克斯电路的开关驱动器的控制端和各尾切开关的驱动器的的控制端连接，避免受到所述的脉冲形成系统的高压的干扰，确保同步触发脉冲信号稳定与同步性；[0020]所述的报警模块通过导线与所述的FPGA模块连接，当负载输出的脉冲电流，超过设定的电流时，上述FPGA模块进行延时判断后通过同步触发模块、电光转换J2及光电转换器K2发出信号启动驱动器切断隔离变压器与电源之间的开关，同时发出报警信号，提示工作人员或操作人员切断电源，从而确保本脉冲发生器和操作人员的安全；[0021 ] 所述的单片机模块通过光纤，经过信号转换系统的第一电/光转换器Jl和第一光 /电转换Kl与撰述电源系统的高压直流模块的控制端连接，将所述的FPGA控制系统发出的对所述的高压直流模块的控制信号转换成光信号进行传输，光纤传输可以避免受到脉冲形成系统的高压干扰，控制所述高压直流模块向所述的储能电容器组进行正常充电，确保方波脉冲电压幅值到达设定值；[0022]所述的FPGA控制器系统的主要功能是通过电脑或单机实现人机通信，发送高压直流模块、马克斯电路控制信号，接收所述的脉冲测量系统得到的测量信号，控制整个脉冲发生器及治疗仪的工作，并处理突发事故；所述的电脑为普通市购电脑，硬盘在320G以上，内存2G以上，英特尔酷睿处理器 5-460Μ, WIINDOffS XP以上操作系统，该电脑通过串行电缆与所述的FPGA控制系统的单片机或单片机模块连接，操作人员通过电脑控制程序的用户界面或单片机显示面板设置参数顺序发送给所述的FPGA控制系统，从而实现人机互信；所述的基于FPGA控制的高压纳秒脉冲发生器，输出的脉冲幅值为O 10KV，脉冲宽度为200 1000ns、脉冲频率为I 1000Hz,下降沿为O. 2ns 40ns,脉冲个数为I 1000个，具体参数可以根据生产或生活等需要确定在此处键入权利要求项I。主要包括电源、开关、脉冲发生器或脉冲电源、电极、电爆反应箱室和转子涡轮或叶轮依次通过导线、电缆或连接器连接组成；市电或工业用电，经过开关后达到脉冲电源或脉冲发生器，脉冲电源或脉冲发生器产生的脉冲电流经过导线、电缆或连接器到达电极放电，在装有液体的电爆反应箱室内，因液电效应而产生高速高温高压液体流气流，高速高温高压液体流气体流经过电爆反应箱室喷气口推动转子、涡轮或叶轮转动，对外做功；所述的电源为市电或工业用电，所述的脉冲电源或脉冲发生器(为现有成熟技术的非标准技术产品，可以市购或定制，脉冲电源或脉冲发生器可以将市电或工业用电)转化为符合要求的脉冲电流，并可以通过脉冲电源或脉冲发生器设置脉冲电流的脉宽、电流强度及电压的最高峰值、频率，脉冲电流的脉宽、电压电流的最高峰值及频率决定了电爆马达的输出功率，提高脉冲电流电压的峰值和频率可以提供电压马达的输出功率，反之则可以降低电爆马达的功率。所述的电极的形状包括圆柱形，分为绝缘部份和导体部份，绝缘部份的端着设置比电极大的电极座头，电极连接在电极座上，电极座形状包括平板形或球面形，通过上下左右推动电极座头，可以调节正负电极之间的距离；电极的数量及布置方式包括一个正电极和一个负电极的两个电极，也包括中心为一个正电极其同周围为一个现电极的六个电极。所述的液体包括水。本发明的有益效果是电爆马达的电能转换率比普通的电动马达功效功率大，能极大提高电能的有效使用率，节约用电。
附图I是液电爆炸电路图。附图2是液电爆炸脉冲示意图。附图2中A为脉冲放电时所激发液体形成的激波脉冲，B为脉冲放电结束时的气球脉冲。附图3为电爆马达示意图。附图3中，I开关，2脉冲电源或脉冲发生器，3电爆反应箱室，4导线、电缆或连接器，5、6为电极，7电极座，8转子、叶轮或涡轮，9电爆反应箱室喷气液口。附图4为脉冲电流放电的电极结构示意图。附图4中，A导线、电缆，B电极头，C电极座，D电极绝缘部份，E电极放电导体部份。在上述附图中，对本发明作进一步的描述附图2中A为脉冲放电时所激发液体形成的激波脉冲，B为脉冲放电结束时的气球脉冲；附图3中，I开关，2脉冲电源或脉冲发生器，3电爆反应箱室，4导线、电缆或连接器，5、6为电极，7电极座，8转子、叶轮或涡轮，9 电爆反应箱室喷气液口 ；附图4中，A导线、电缆，B电极头，C电极座，D电极绝缘部份，E电极放电导体部份。
具体实施方式
[0032]一种电爆马达，其特征是主要包括电源、开关、脉冲发生器或脉冲电源、电极、电爆反应箱室和转子涡轮或叶轮依次通过导线、电缆或连接器连接组成；市电或工业用电，经过开关后达到脉冲电源或脉冲发生器，脉冲电源或脉冲发生器产生的脉冲电流经过导线、 电缆或连接器到达电极放电，在装有液体的电爆反应箱室内，因液电效应而产生高速高温高压液体流气流，高速高温高压液体流气体流经过电爆反应箱室喷气口推动转子、涡轮或叶轮转动，对外做功；所述的电源为市电或工业用电，所述的脉冲电源或脉冲发生器(为现有成熟技术的非标准技术产品，可以市购或定制)，脉冲电源或脉冲发生器可以将市电或工业用电转化为符合要求或需要的脉冲电流，并可以通过脉冲电源或脉冲发生器设置脉冲电流的脉宽、电流强度及电压的最高峰值、频率，脉冲电流的脉宽、电压电流的最高峰值及频率决定了电爆马达的输出功率，提高脉冲电流电压的峰值和频率可以提供电压马达的输出功率，反之则可以降低电爆马达的功率。所述的电极的形状包括圆柱形，分为绝缘部份和导体部份，绝缘部份的端着设置比电极大的电极座头，电极连接在电极座上，电极座形状包括平板形或球面形，通过上下左右推动电极座头，可以调节正负电极之间的距离；电极的数量及布置方式包括一个正电极和一个负电极的两个电极，也包括中心为一个正电极其同周围为一个现电极的六个电极。所述的液体包括水。[0033]所述脉冲发生器的包括基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器，基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器主要包括I电源系统、2脉冲形成系统、脉冲测量系统、FPGA 控制系统、信号转换系统和电脑或带电脑接口的和单机芯片的单机；[0034]所述的基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器发生器的原理是基于马克斯发生器，通过对一组或多级多个电容器并联充电，然后由多个开关器器件对电容串联放电产生的脉冲多次斩波后获得所需要的高压纳秒、皮秒方波脉冲。负载与马克斯发生器脉冲输出端之间有数个尾切开关器件，每个尾切开关器件上有驱动器，在驱动器的控制下，尾切开关进行通导与断开，从而对脉冲波进行尾切。操作人员通过电脑程序用户界面或单片机面板，对脉冲发生器设置输出幅值、脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数等参数，FPGA控制系统的模块运算牖后通过信号置换系统发送控制信号给脉冲形成系统和高压直流模块。高压直流模块按照操作人员设定的脉冲宽度、脉冲频率和脉冲个数进行开关动作、从而控制输出脉冲的宽度、频率和脉冲个数。脉冲测量系统中的分压器测量得到的输出处理或负载处脉冲电压、通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，实时调节充电电压，这样可以使设置输出恒定的预设幅值的高压纳秒、皮秒方波脉冲；电流传感器测量到输出处或负载处的脉冲电流信号通过处理电路处理后发送给FPGA控制系统，当超过设定的电流信号时，由FPGA控制系统进行延时判断锁定控制信号，关断脉冲形成系统中的开关器件工作和负载前端的截尾开关器件的工作，断开脉冲形成电路和负载电极放电电路，实现整个装置的保护，并保护使用者的安全。所述的开关器件或截尾开关器件包括气体开关、固态开关和液体开关，优选固态开关，开关器件或尾切开关器件的数量包括个或一个以上；[0035]所述的电源系统，包括电源、开关及开关驱动器，隔离变压器(电压、频率变化为I :I)、高压直流模块、开关电源Tl、开关电源T2、DC-DC模块。所述的电流为220V市电，通过导线可电缆通过带驱动器的开关与隔离变压器的原边连接，而隔离变压器的副边通过导线与高压直流模块的输入端连接，用于为高压直流模块提供交流电源；带驱动器的开关一端拉电源，一端连接隔离变压器，该开关的驱动器的控制通过导线或光纤与所述信号转换系统中的光/电转换器K2的输出连接。所述的高压直流模块包括输出最高电压幅值2000V、最大电流幅值为40mA的直流市购模块，高压直流模块的输出端通过导线与脉冲形成系统的充电隔离电阻串联后再与脉冲形成系统的马克斯电路的输入端连接，用于为脉冲形成系统的马克斯电路中的储能电容器组提供充电电源。所述的隔离变压器的原边的接地线与副边的接地线不直接连接，将所述的电源与所述的高压直流模块进行隔离，使它们不同大地连接，大大减少了来自大地的各种干扰信号，提高系统的稳定性。所述的开关电源Tl(市购元件)的输入端通过导线与撰述的电源连接，所述的电源Tl将220V交流电置换为15V的直流电流后，通过导线与撰述的DC-DC模块的输入端连接，该DC-DC模块通过导线与脉冲形成系统的马克斯电路中的开关驱动器的开关驱动器的输入端和尾切开关的驱动器连接，为上述驱动器提供电源，并进行高压、低压强弱电压之间的隔离，以保障整个系统的安全。所述的开关电源T2为市购元件其输入端通过导线与所述的电源连接，所述的开关电源T2将220V交流电源转换为5V直流电后，分别通过导线与FPGG控制系统中的FPGA模块、单片机模块(或单片机)、报警模块及信号置换系统的两个电/光转换器Jl、J2和两个光/电转换器Kl、K2的输入端，用于为所述的FPGA模块、单片机模块(或单片机)、报警模块及上述数个转换器提供电源，电源系统通过上述工作方式为脉冲形成系统、FPGA控制系统和信号转换系统提供安全稳定的电源，保障其正常工作；所述的脉冲形成系统包括充电隔离电阻、马克斯电路、和负载，充电隔离电阻的一端与上述高压直流模块的输出端连接，用于发挥充电的限流和马克斯的高压与充电直流模块电源低压之间的隔离作用，充电隔离电阻的另一端通过导线与马克斯电路的第一级电压单元的旁路二极管的正极连接。所述的马克斯电路由4 10个或(或根据需要的数个)串联在电板母板上的带旁路二级管的电压单元组成，电压单元的数量可以根据需要确定。每个电压单元包括全固态开关、开关驱动器、储能电容器、旁路二极管、二级管；在各电压单元中，旁路二极管的负极通过导线或电缆与全固态开关和电容器的并联点连接，全固态开关的栅极通过导线与开关驱动器的输出端连接；开关驱动器和尾切开关驱动器的输入端通过导线与所述的电源系统的DC-DC模块的输出端连接。电源与隔离变压器之间的开关的驱动器、马克斯电路中的开关驱动器和尾切开关驱动器等驱动器的的控制端、通过导线与所述的信号转换系统中的第二光/电转换器Κ2连接，在该第二光/电转换器Κ2的作用下，上述开关和尾切开关开通-关断；储能电容器的另一端与二极管的正极串联后，与全固态开关并联。当全固态开关断开时，旁路二级管和二级管通导，储能电容器组进行并联充电；当全固态开关通导开通时，二极管和旁路二极管反向截止，已经充满到预设电压的储能电容器以串联方式通过尾切开关对负载进行放电，尾切开关对放电脉冲进行切尾；控制电容器对负载放电的脉宽和调节尾切开关，可以得到需要的高压纳秒或皮秒方波；当全固态开关断开时，再充对电容器进行充电，如此反复。当一个或多个全固态开关失效，则旁路二级管和二极管通导而自动旁路该一个或多个电压单元，其余电压单元仍然能正常工作，从而全系统仍然能释放出需要的纳秒、皮秒方波。所述的负载为无感电阻负载，通过导线并联在马克斯电路的输出端，该输出端与负载的连接处通过导线与脉冲测量系统连接。；[0037]所述的脉冲测量系统，包括分压器、电流传感器和处理电路；所述的分压器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的出端连接，所述的分压器的输出端通过导线与处理电路的输入端连接，用于监测撰述的脉冲形成系统的马克斯电路产生的脉冲电压信号。所述的电流传感器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的输出端连接，所述的电源传感器的输出端与处理电路的输入端连接，用于监测脉冲形成系统中的马克斯电路产生的脉冲电流信号。所述的处理电路的输出端通过导线与撰述的FPGA控制系统的FPGA模块的输入端连接。通过FPGA控制系统运算后处理检测出所述马克斯电路对撰述负载的放电状态信息， 包括脉冲电压在被尾切开关进行尾切前后的信息。[0038]所述的FPGA控制系统，包括高见FPGA模块和同步触发模块及单片机模块和报警模块。所述FPGA模块接收从所述测量系统的处理电路传输来的监测的所述脉冲形成系统的马克斯电路输出的高压脉冲的电压和电流信号，包括经过尾切开关尾切后的脉冲电压电流信号，经过运算处理后，一方面，所述的FPGA模块通过导线与所述的单片机模块进行数据交换；另一方面，上述FPGA模块通过导线与所述的同步触发模块的输入端连接，所述的同步触发模块的输出端通过光纤，经过信号转换系统的第二电/光转换器J2和第二光/ 电转换器K2，与所据隔离变压器的开关的驱动器、所述的脉冲形成系统的马克斯电路的开关驱动器的控制端和各尾切开关的驱动器的的控制端连接，避免受到所述的脉冲形成系统的高压的干扰，确保同步触发脉冲信号稳定与同步性。所述的报警模块通过导线与所述的 FPGA模块连接，当负载输出的脉冲电流，超过设定的电流时，上述FPGA模块进行延时判断后通过同步触发模块、电光转换J2及光电转换器K2发出信号启动驱动器切断隔离变压器与电源之间的开关，同时发出报警信号，提示工作人员或操作人员切断电源，从而确保本脉冲发生器和操作人员的安全。所述的单片机模块通过光纤，经过信号转换系统的第一电/ 光转换器Jl和第一光/电转换Kl与撰述电源系统的高压直流模块的控制端连接，将所述的FPGA控制系统发出的对所述的高压直流模块的控制信号转换成光信号进行传输，光纤传输可以避免受到脉冲形成系统的高压干扰，控制所述高压直流模块向所述的储能电容器组进行正常充电，确保方波脉冲电压幅值到达设定值。所述的FPGA控制器系统的主要功能是通过电脑或单机实现人机通信，发送高压直流模块、马克斯电路控制信号，接收所述的脉冲测量系统得到的测量信号，控制整个脉冲发生器及治疗仪的工作，并处理突发事故。[0039]所述的电脑为普通市购电脑，硬盘在320G以上，内存2G以上，英特尔酷睿处理器 5-460Μ, WIINDOffS XP以上操作系统，该电脑通过串行电缆与所述的FPGA控制系统的单片机或单片机模块连接，操作人员通过电脑控制程序的用户界面或单片机显示面板设置参数顺序发送给所述的FPGA控制系统，从而实现人机互信。[0040]所述的基于FPGA控制的高压纳秒脉冲发生器，输出的脉冲幅值为O 10KV，脉冲宽度为200 1000ns、脉冲频率为I 1000Hz,下降沿为O. 2ns 40ns,脉冲个数为I 1000个，具体参数可以根据生产或生活等需要确定。10
权利要求1.一种电爆马达，其特征是主要包括电源、开关、脉冲发生器或脉冲电源、电极、装有液体的电爆反应箱室、和转子涡轮或叶轮依次通过导线、电缆或连接器连接组成；所述的液体包括水； 所述脉冲发生器的包括基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器，主要包括电源系统、脉冲形成系统、脉冲测量系统、FPGA控制系统、信号转换系统和电脑或带电脑接口的和单机芯片的单机； 所述的基于FPGA控制的高压纳秒方波脉冲发生器发生器的包括电容器组成的马克斯发生器、多个开关器器件、尾切开关器件、驱动器、负载、电流传感器、单片机或电脑；负载与马克斯发生器脉冲输出端之间有数个尾切开关器件，每个尾切开关器件上有驱动器； 所述的开关器件或尾切开关器件包括气体开关、固态开关和液体开关，优选固态开关; 所述的电源系统，包括电源、开关及开关驱动器，隔离变压器、高压直流模块、开关电源Tl、开关电源T2、DC-DC模块； 所述的电流为220V市电，通过导线可电缆通过带驱动器的开关与隔离变压器的原边连接，而隔离变压器的副边通过导线与高压直流模块的输入端连接，带驱动器的开关一端拉电源，一端连接隔离变压器，该开关的驱动器的控制通过导线或光纤与所述信号转换系统中的光/电转换器K2的输出连接； 所述的高压直流模块的输出端通过导线与脉冲形成系统的充电隔离电阻串联后再与脉冲形成系统的马克斯电路的输入端连接； 所述的隔离变压器的原边的接地线与副边的接地线不直接连接，将所述的电源与所述的高压直流模块进行隔离；所述的开关电源Tl的输入端通过导线与所述的电源连接，所述的电源Tl通过导线与所述的DC-DC模块的输入端连接，该DC-DC模块通过导线与脉冲形成系统的马克斯电路中的开关驱动器的开关驱动器的输入端和尾切开关的驱动器连接；所述的开关电源T2其输入端通过导线与所述的电源连接，所述的开关电源T2分别通过导线与FPGG控制系统中的FPGA模块、单片机模块或单片机、报警模块及信号置换系统的两个电/光转换器J1、J2和两个光/电转换器Kl、K2的输入端联接， 所述的脉冲形成系统包括充电隔离电阻、马克斯电路、和负载，充电隔离电阻的一端与上述高压直流模块的输出端连接，用于发挥充电的限流和马克斯的高压与充电直流模块电源低压之间的隔离作用，充电隔离电阻的另一端通过导线与马克斯电路的第一级电压单元的旁路二极管的正极连接； 所述的马克斯电路由串联在电板母板上的带旁路二级管的电压单元组成，电压单元的数量可以根据需要确定；每个电压单元包括全固态开关、开关驱动器、储能电容器、旁路二极管、二级管；在各电压单元中，旁路二极管的负极通过导线或电缆与全固态开关和电容器的并联点连接，全固态开关的栅极通过导线与开关驱动器的输出端连接；开关驱动器和尾切开关驱动器的输入端通过导线与所述的电源系统的DC-DC模块的输出端连接； 电源与隔离变压器之间的开关的驱动器、马克斯电路中的开关驱动器和尾切开关驱动器等驱动器的的控制端、通过导线与所述的信号转换系统中的第二光/电转换器K2连接，在该第二光/电转换器K2的作用下，上述开关和尾切开关开通-关断；储能电容器的另一端与二极管的正极串联后，与全固态开关并联，当全固态开关断开时，旁路二级管和二级管通导，储能电容器组进行并联充电；当全固态开关通导开通时，二极管和旁路二极管反向截止，已经充满到预设电压的储能电容器以串联方式通过尾切开关对负载进行放电，尾切开关对放电脉冲进行切尾；控制电容器对负载放电的脉宽和调节尾切开关，可以得到需要的高压纳秒或皮秒方波；当全固态开关断开时，再充对电容器进行充电，如此反复；当一个或多个全固态开关失效，则旁路二级管和二极管通导而自动旁路该一个或多个电压单元，其余电压单元仍然能正常工作； 述的负载为无感电阻负载，通过导线并联在马克斯电路的输出端，该输出端与负载的连接处通过导线与脉冲测量系统连接； 所述的脉冲测量系统，包括分压器、电流传感器和处理电路；所述的分压器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的出端连接，所述的分压器的输出端通过导线与处理电路的输入端连接，用于监测所述的脉冲形成系统的马克斯电路产生的脉冲电压信号；所述的电流传感器的输入端通过导线与所述的脉冲形成系统的输出端连接，所述的电源传感器的输出端与处理电路的输入端连接； 所述的处理电路的输出端通过导线与所述的FPGA控制系统的FPGA模块的输入端连接， 所述的FPGA控制系统，包括FPGA模块和同步触发模块及单片机模块和报警模块； 所所述的报警模块通过导线与所述的FPGA模块连接， 所述的单片机模块通过光纤，经过信号转换系统的第一电/光转换器Jl和第一光/电转换Kl与所述电源系统的高压直流模块的控制端连接。
专利摘要一种电爆马达，其特征是主要包括电源、开关、脉冲发生器或脉冲电源、电极、电爆反应箱室和转子涡轮或叶轮依次通过导线、电缆或连接器连接组成；市电或工业用电，经过开关后达到脉冲电源或脉冲发生器，脉冲电源或脉冲发生器产生的脉冲电流经过导线、电缆或连接器到达电极放电，在装有液体的电爆反应箱室内，因液电效应而产生高速高温高压液体流气流，高速高温高压液体流气体流经过电爆反应箱室喷气口推动转子、涡轮或叶轮转动，对外做功。
文档编号H02M9/04GK202818148SQ20122032634
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月6日 优先权日2011年10月19日
发明者张涛 申请人:张涛