一种大功率高压PSM阶梯调制电源的制作方法

一种大功率高压psm阶梯调制电源
技术领域
1.本发明属于电源技术，具体涉及一种大功率高压psm阶梯调制电源。


背景技术：

2.脉冲大功率高压电源为中国环流器2号m(hl-2m)托克马克装置的辅助加热系统供电，该电源系统的需调制输出不同参数和波形以适应各种不同工况，psm阶梯调制电源电压为100kv级别，通过脉宽调制方式提供装置辅助加热系统电源所需要的输出波形，变压器原边可通过星三角组别调整输出电压范围，输出电流可以达到上千安。
3.在结构和工艺上，除了满足参数和可调制脉冲输出的外，还需满足绝缘、散热、安全可靠等性能。
4.传统大功率高压电源高压设备分开布置，高低压设备交错，如高压变压器另设变压器区，整流等设备另设整流设备区，设备间通过高压电缆相连，还需设专门的高压通道，穿越低压区域处需特殊防护绝缘和屏蔽处理。因此，体积大，占地面积大，电缆及高低压连接线布线交错复杂。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种大功率高压psm阶梯调制电源，能够实现模块化布置，少占地面积，同时便于维修，安全性较高。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种大功率高压psm阶梯调制电源，包括串接金属导体，还包括设于串接金属导体两侧对称布置的多个psm阶梯调制电源单元，所述的psm阶梯调制电源单元包括两台高压多绕组隔离变压器和一套psm阶梯调制模组；所述的psm阶梯调制模组与串接金属导体连接，两台高压多绕组隔离变压器布置在psm阶梯调制模组的外侧，且两台高压多绕组隔离变压器关于psm阶梯调制模组中心轴线所在方向上对称布置，即成品字型。
8.所述的高压多绕组隔离变压器为多绕组副边，变压器副边相对，构成变压器之间的高压区域。
9.所述的psm阶梯调制模组由若干psm调制模块组成，每一个高压多绕组隔离变压器的输出端对应连接至一个psm调制模块。
10.所述的psm阶梯调制模组中间设有脉宽调制模块测控通道，安装传感器和布线。
11.还设有变压器副边交流输出高压电缆，其经玻璃钢固定件对应连接至每一个独立psm调制模块的输入端。
12.所述的psm调制模块的输出在psm阶梯调制模组内部串接，并设有变压器原边输入。
13.所述的psm阶梯调制电源单元的数量为4-10个。
14.psm阶梯调制电源单元的数量为奇数个时，其中一个psm阶梯调制电源单元的数量布置于串接金属导体上方，品字型结构倒置。
15.包括多个串接金属导体，每个串接金属导体两侧对称布置的多个psm阶梯调制电源单元，形成多组电源，串联或者并联连接。
16.本发明的显著效果如下：
17.本发明使高压电源系统结构模块化模组化，由模组组成电源单元，由电源单元组成电源系统。便于维护升级，结构和布置使使高压区封闭集中，高压区和低压区界限分明，更加紧凑安全，布线通道合理，避免高低压布线交错干涉。
18.结构模块化模组化，便于维护升级，通过灵活配置单元和模块或串并拓扑可适应不同的电源需求。
19.两台变压器和一套模组组通过品字型结构组成电源单元，电源单元采用回字形布置，使电源系统高压区和低压区界限分明，满足技术参数的同时，更加安全可靠，紧凑，布线通道合理。
附图说明
20.图1为大功率高压psm阶梯调制电源实施例一俯视示意图；
21.图2为大功率高压psm阶梯调制电源实施例一侧视示意图；
22.图3为psm阶梯调制模组示意图；
23.图4为大功率高压psm阶梯调制电源实施例二psm阶梯调制电源单元布置示意图
24.图5为大功率高压psm阶梯调制电源实施例三psm阶梯调制电源单元布置示意图；
25.图中：1.高压多绕组隔离变压器，2.psm阶梯调制模组，3.变压器副边交流输出高压电缆，4.串接金属导体，5.高压输出a，6.高压输出b，7.变压器原边输入，8.psm调制模块，9.脉宽调制模块测控通道。
具体实施方式
26.下面通过附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
27.如图1、图2所示，在第一个实施例中，串接金属导体4的两侧对称安装四组psm阶梯调制电源单元；
28.每个psm阶梯调制电源单元由两台高压多绕组隔离变压器1和一套psm阶梯调制模组2组成；
29.psm阶梯调制模组2由若干psm调制模块8组成，如图3所示，为32个psm调制模块8，变压器1副边为多绕组，每一个副边为三相输出，并对应输出至一个psm调制模块8，单台变压器1为16个绕组副边，对应同侧的16个psm调制模块8。psm阶梯调制模组2中间有脉宽调制模块测控通道9可安装传感器和布线。本实施例中采用专利(授权公告号为cn202949353u)中设计的psm阶梯调制模组2结构。
30.两台高压多绕组隔离变压器1为多绕组副边，变压器副边相对，构成变压器之间的高压区域，如图1所示变压器副边交流输出高压电缆3附近的虚线内。副边交流多路输出通过变压器副边交流输出高压电缆3经玻璃钢固定件对应连接至每一个独立psm调制模块8的输入端，psm调制模块8的输出在psm阶梯调制模组2内部串接，并设有变压器原边输入7，各psm阶梯调制模组2头尾相接，通过金属导体串连，在如图1所示的高压输出a5、高压输出b6处构成高压头和尾。
31.psm阶梯调制单元由两台高压多绕组隔离变压器(1)和一套psm阶梯调制模组(2)组成品字形结构。相对于原有的压输出变压器和高压设备分开布置的结构，这样的布置设计形成模块化的模组，便于维护升级，通过灵活配置单元和模块或串并拓扑可适应不同的电源需求。回字形布置，体积小，无需另设变压器区，电源系统高压区和低压区界限分明，单套电源为品字形结构，更加安全紧凑，布线合理。
32.串接金属导体4的两侧对称布置psm阶梯调制电源单元，本实施例中为四组，相对于原有的高压隔离变压器和高压设备分开布置，其组成配置更加灵活紧凑。
33.如图1所示，高压区该区域引出两条高压输出线路，即高压输出a5、高压输出b6；相对于原有设计需做特殊防护绝缘和屏蔽的部位和材料少，节约空间。例如，不同的高压设备分布在不同的区域，之间需要各种高压电缆相互连接，高压和低压设备零件之间需要屏蔽，设备和人员通道之间需要屏蔽隔离等等，这样设计的效果是高压区封闭集中，界限分明。
34.如图4所示，psm阶梯调制电源单元的布置方式还可以变化，在串接金属导体4上方布置一组psm阶梯调制电源单元，其中的品字结构倒置，即两台高压多绕组隔离变压器为上部，相对于串接金属导体4轴线对称放置，psm阶梯调制模组2位于串接金属导体4顶部上方；
35.也可以将上述的布置方式设置两组，两组串/并联起来，这样的设计能够在不同的空间，可以更合理灵活布置电源。比如可将两个电源系统串接，可获得更高的电压等级。
36.如图5所示，psm阶梯调制电源单元的布置数量还可以再增加，在串接金属导体4轴线两侧分别对称布置3组psm阶梯调制电源单元，串接金属导体4顶部布置倒置品字型的psm阶梯调制电源单元，共6组psm阶梯调制电源单元，这样的设计可以根据不同的输出参数增加或减少模块模组或阶梯调制电源单元的数量，增加阶梯调制电源单元的数量可获得更高的电压电流等级，以及更复杂的输出波形。