脉冲功率技术(Pulse P����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������ower)是一门研究高功率、高电压、大电流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的新兴学科,又称高功率脉冲技术,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������它是研究在相对长的时间里把能量存储起来,然后����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������经过快速压缩、转换,最后有效释放给负����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������载的新兴科技领域。
一、脉冲功率技术特点
1.应用范围广、市场潜力巨大:
随着新兴科技的发展,如可控核聚变研����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������究、新兴强激光、高能电子与离子加速器、电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������磁脉冲、新武器研究等方面的应用����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,脉冲功率技术得到快速发展,在能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源、烟气净化、环境科学、医疗和生物工程����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������领域都取得相当大的进展,具有广泛而其巨大的应用潜力����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和市场需求。
2.具有四大技术优势:
脉冲功率能量巨大,目前世界上最大的单台脉冲功率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������装置是美国Sandia国����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������家实验室的PBFA-Z加速器,它释放的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������脉冲功率可达10^14W(100TW)量级,比����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������全世界发电量的总功率大约����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������高1~2个量级,主要用于高功率脉冲驱动的快速Z箍����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������缩研究。高功率脉冲装置也是高压设备的一种类型����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,但又与一般高压设备不同,它属于高功率、强����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电流、短脉冲的一种特殊设备����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,提供的是一种暂态过程的物理量。
二、赛晶电力电子集团技术优势
1.赛晶集团拥有丰富的技术积淀和经验:
2.赛晶集团脉冲功率技术应用范围广泛:
可应用于以下多种领域:
3.赛晶集团脉冲功率技术重点产品:
附:
脉冲功率技术背景知识介绍
一、脉冲功率技术概念
脉冲功率技术是指将初级能量(通常为几百千焦至几����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������十兆焦)储存在储能元件中通常为电容器、电感����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������器、飞轮储能等,然后通过快速����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������开关和脉冲成形网络,将此能量����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������在毫微秒、甚至是纳秒时间内释放到负载上,以得到����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������极高的功率。脉冲功率技术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������主要是解决如何经济地和可靠地储存能量,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������并将大能量和大功率有效地传输到负载。脉冲功率技����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������术就是要不断提高脉冲的能量、功率、上升����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������时间和平顶度、重复率、稳����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������定性和寿命等科学技术问题,满足不同领域不断����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������发展的技术要求。
二、脉冲功率技术发展历程
脉冲功率技术正式作为一个独立的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������技术进行发展研究是从上世纪����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������上半期开始,事实上作为脉冲功率技术基础的脉冲放����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电,早就存在于大自然中,例如雷击放电、静电放电����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等,而对脉冲放电的研究则开始于研����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������究天然雷电特性,以及它对输电线路、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������建筑物危害及其防护措施,当时这种放电仅限于毫秒级����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和微秒级。二十世纪四十年代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������末期,就有人开始注意到亚微秒及毫微秒级����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的高压强流脉冲放电形式。但是一方面由于����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������当时客观要求并不迫切;另一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������方面,这样快的脉冲放电,无论在产生技术上,或者����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������在测量技术上都存在着一定的困����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������难。因此,其后十多年这种技术发����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������展并不迅速,而到了上世纪六十年代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������初期,由于闪光辐射照相和瞬时辐射效����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应研究的需要,英国原子能武器研究中心的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������J.C.马丁所领导的研究����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������小组,开拓了称之为脉冲功率加速器的研究领����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������域,使毫微秒级脉冲功率技术往前推进了一步����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。同时,一些科学技术在发展中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������受到障碍,急需找寻新的途����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������径。以微波和激光的发展为例,利用速调管、行波管����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等原理去产生大功率高效率毫米或亚毫米微����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������波已经不可能,利用一般方法产生大功率、高效率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、波长可调的激光束也不可能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。正当人们探索和寻找新的解决����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������途径的时候,他们发现脉冲功率技术是解����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������决这些问题的良好途径。为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������此,美国许多单位,如桑地亚实验室、物理国际公司����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、海军研究实验室、康乃尔大学、加利福尼亚大学����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������和斯坦福大学等单位,对脉冲功率技术及其在各方面����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的应用开始了研究和探索工作。这种技术的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������应用包括:电子及离子加速、核聚变、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������微波装置、激光(特别是大功率放电激光)、电����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������磁脉冲、闪光辐射照相、瞬时辐射效应和各种各样����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的工业应用,随着脉冲功率技术的发展,其����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������应用也逐渐拓展到医疗、环保、交通、食品����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������、电力、化工等民用领域,应用越来越广泛。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������
三、 脉冲功率技术原理及系统组成
脉冲功率技术简单地概括,就是对能量实����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������现低功率的储存和高功率的释放。低功率能量储存����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������就是将市电或电池等能量通过充电方式储存到脉冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电容、电感、脉冲交流发电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������机等相对储能密度比较高的能量储存系统中;高功率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������的能量释放就是将储存的能量通过高功率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������开关和脉冲成形网络对放电波形进行调制,使能量����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������在时间上的压缩,提高释放能量的瞬����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������时功率,以一定的脉冲电压、脉冲电流、脉冲上升前����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������沿、重复频率等要求的波形对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������负载进行放电,满足不同负载的应用需求����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。
脉冲功率系统主要包括初级能源、储����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能系统、脉冲成形系统、负载等。初级能源一般用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������市电或电池等能量储存单元经����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������过充电系统将能量储存在储能系统中,储能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������系统的技术方式有很多,在����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������脉冲功率技术中常用的是电容储能、电感储能、化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������学储能和机械储能等。脉冲成形系统是通过能量����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������或时间压缩方法,对储能系统释放的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能量脉冲进行压缩整形,以达到需要的脉冲功率值����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������、脉冲形状、脉宽及重复频率特性要求,脉冲成形����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������系统的主要形式包括脉冲传输成型线及其倍压器、脉冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������功率变压器、大功率短路开关、大功����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������率断路开关配合辅助阻抗进行波形调节等几种类型。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������负载是为某种应用脉冲功率放电的对象,进而产生所����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������需要的等离子体、微波、激光或一定的电磁场等����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������。
四、脉冲功率的关键技术及发展����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������趋势
脉冲功率技术不断提高的能量、功率上升时间����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������和平顶度、重复率、稳定性和寿命的要求,给脉冲功����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������率技术提出了一系列的科学技术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������问题,涉及的关键技术有能量的储����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������存技术,能量和功率的传输,脉冲的形成����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和压缩,开关技术,绝缘技术,磁绝����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������缘传输线,二极管和脉冲功率诊断技术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等。
脉冲功率技术经过半个多世纪的发展,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������已经从高新技术领域逐渐向工业、民用领域延伸。作����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������为当代高新技术领域的重要组成部分,它的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������发展和应用与其他学科的发展有����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������着密切的关系。分析当前脉冲功率技术的发展����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������趋势可以概括为:高功率、高重频放电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、高可靠性、快上升前沿、小型化、长寿命等方向发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������展。目前脉冲功率技术进步的方向����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������和热点有: ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������
(1)由单次脉冲向高重频����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������脉冲发展。过去脉冲功率技����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������术主要为国防科研服务,并且大多是单次����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������运行,随着脉冲功率技术的进步,单次脉����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������冲可靠稳定后,许多应用领域提出了脉����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������冲功率重复使用的要求,而且在满足一定功率的情����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������况下重复频率要求越来越高。
(2)储能技术——研制高储能密度����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、小型化的储能电源。在很多应用场合����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������下,脉冲功率系统的体积和重量的大小是决����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������定性因素,如飞机探测水下物体技术、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电磁炮等,都要求产生很大的脉冲功率,&nbs����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������p;而且系统又不能过于庞大和笨重。因此,高����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������储能密度的脉冲功率发生器的研制是当前主要的研究课����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������题之一。
(3)开关技术——探讨新����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������的大功率开关和研制高重复频率����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������开关。开关元件的参数直接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������影响整个脉冲功率系统的性能,是脉冲功率技术中一����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������个重要的关键技术。目前大功率开关技术包括以下����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������几个方面: 短脉冲技术、同步技术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、高重复频率技术、长寿命技术,而难����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������点在于大功率、长寿命和高重����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������复频率的开关技术。因此,具有耐高电压强����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电流、击穿时延短且分散性小、电感和电阻����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������小、电极烧毁少以及能在重复的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������脉冲下稳定工作的各种类型开关元����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������件的研制,是当前国内外脉冲功����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������率技术中又一个十分受重视的研究课题。 ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������;
(4)积极开辟新的应用领域。脉冲功率技术在核����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物理、加速器、激光、电磁发����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������射等领域已得到日益广泛的应用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。近年来,脉冲功率技术在半导体集成����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������电路、化工、环境工程、医疗等领域的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������应用研究,已引起各界的广泛重视,而且在某����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������些应用研究中,已取得了可喜的进展����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。随着脉冲功率技术更多地在民用领域的应用,市场����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������的推动必将促进脉冲功率技术����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������更快地发展。
五、脉冲功率技术应用
过去和现在脉冲功率技术的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������主要在高新技术等领域应用,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������包括可控聚变、高功率微波、高功����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������率激光、强电磁脉冲、X射线拍照����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等方面,目前也逐渐发展到民用部门,如人����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������工电磁环境产生、脱硫脱硝、电除����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������尘、污水处理、灭菌消毒、勘����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������探探测检测、油井截堵疏通、医疗碎石、表面工艺处����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������理等领域,应用越来越广泛。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������
1、工业应用领域
可控聚变:利用脉冲功率电源释放的大电流产生强磁����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������场,约束高温等离子体到很小的范围内,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������使较轻的原子核聚合成较重的原子核����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,同时释放出巨大的能量的过程。为实现磁力约����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������束,需要一个能产生足够强的环形磁场的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������装置,这种装置被称作“托克马克装置”。受����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控核聚靠约束高温等离子团控制反应物密度����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,从而使该聚变过程可控,达����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������到可人工利用的地步,为人类提供一种无限的、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������清洁的、安全的新能源。
岩石钻孔:利用高压短脉冲对坚硬的岩石进行粉碎、钻����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������孔是脉冲功率技术在民用工业中的新应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������用。利用液体和固体介质的动态击穿场强不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������同的特点,当一高能量短脉冲施加于液体-����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������固体界面时,固体介质表面比液体更容易发生击穿,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������来实现对岩石的钻孔和粉碎。
电爆炸焊接:电爆炸是指在一定的介质(如惰性气体、水等����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������)环境下,强脉冲电流通过导����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������体丝时,导体材料自身的物理状态急剧变化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������,并迅速把电能转化为其他形式����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能量(如热能、等离子体辐射能、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������冲击波能等)的一种物理现象。电爆炸焊接����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������是一种固相焊接方法,可以使不同金属之����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������间,如钛、铜、铝、钢等金属����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������之间焊接在一起,获得强度很高的焊接接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������头,用其他的焊接方法很难实现。现代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������工业需要多种多样的金属复����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������合材料,爆炸焊接工艺应运而生。
矿藏勘探:利用脉冲电源产生的强的冲击波放电作为震����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源,在地质层中或水下进行传播,当冲击波遇到一般的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������岩石层所产生的反射与遇到����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������石油和其它地质矿藏所产生的反射波有明显的差异����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,通过分析这些差异可以判断����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������海底或陆地下是否有石油等矿藏,并且这一技术也可用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于地震勘探。
微波除冰:在水泥或石子路面上加入少����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������量电导率较高的材料,利用脉冲电源产����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生高功率微波,对于冬天结冰的路面进行加热,使路面����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������与冰的结合处融化,从而使冰容易从����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������路面脱离,达到除冰的目的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。同样的技术也可以应用在����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������风力发电机的扇叶的覆冰处理。
表面改性处理:利用脉冲功率技术产生强脉冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������离子束,离子束撞击金属和非金属材料表面使材料����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������表面性能发生改变,是正在发展中的新兴表����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������面改性技术,成为新一代低成本、高效率、高生����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������产率、实用化的离子束材料����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������改性与合成工艺,在改善材料表面硬度、磨损、摩����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������擦、抗疲劳或抗氧化等性能方面都有明显效果。
臭氧制备:脉冲功率电源产生共频、高频或脉冲等交变的电场����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������作用下,气体分子中原有少量载流子从外电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������场中获得能量,使其加速运动并与����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������气体分子碰撞、电离,氧分子����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������分解为氧原子,与其它水分����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������子结合为臭氧。臭氧具有极强的氧化能力,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������可用于杀菌、消毒等工业应用。
纳米粉制备:电爆炸使处于阳极和阴极间����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������的金属丝产生高电压放电,在����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������金属丝的内部瞬间通过强电流,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������产生焦耳热,使金属丝整体瞬间达����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������到上万度的高温,远高于金属的气化点,使之气化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。金属蒸汽与惰性原子碰撞,交换能量并����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������迅速冷却形成尺寸在纳米到亚微米范围����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������的球形颗粒。由于纳米材料的良好应用前����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������景,电爆炸合成纳米粉体技术也越����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������来越受到关注。
2、环境保护领域
我国的环境形势异常严峻,长期积累����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的环境问题和新污染源的出现使生存环境进一步����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������恶化。近年来,脉冲功率技术开始大量应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用于污水处理、废气处理、静电除尘和杀菌消毒����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������等方面,逐渐成为环境工程中重要的处理����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������手段之一。
脱硫脱硝:该技术利用高压脉冲电源产生的高能电子激活燃煤烟气����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������中的二氧化硫和氮氧化物,加入氨作为反应剂����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,生成硫酸铵和硝酸铵肥料。脉冲电源产����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生的等离子体对该脱硫脱硝过程起到催化的作用,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������提高干法脱硫脱硝的转化效率。该技术成本较低,无����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������二次污染,形成的副产物可回收利用,有较好����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的应用前景。
高压静电除尘:高压静电除尘使烟尘发生电离,气流中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的粉尘荷电后在电场作用下����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������与气流分离,在电场力的作用下,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������荷电的尘粒迅速趋向与之电极相反的电极,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������最后在电极上释放电荷并沉积在电极上,当粉尘沉����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������积到一定数量时,通过振打装置作用使粉尘落入灰斗����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,被除去粉尘的净化气体则通过净化电场排入大气����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。
消毒杀菌:高压脉冲灭菌是一项新型的非����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������热处理技术,其机理是脉冲电源产生的高压脉冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电场施加到微生物上,诱导����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������微生物细胞出现不可逆的电穿孔,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������从而导致微生物死亡,达到消灭细菌,保护食品����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������或环境的安全。
污水处理:高压脉冲电源由于输出电压波形具有陡前沿,窄脉冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的特点,施加于液相内非平衡的电极之间,极易使����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������处理对象的分子结构发生改变,其质量较轻的电子获����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������得能量后变为高能自由电子,在运动过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������程中,与其他分子碰撞,引发一系列����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������水相化学过程,产生 如H2O2等活性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物质, 进而能促使水中的有机����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������物降解。而在这些电化学过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������程中产生的超声波、冲击波、局部高温、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������紫外线灯等一系列物理效应也能促����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������使有机物的降解,达到净化污水的效果。
3、医疗卫生领域
目前脉冲功率技术在医疗卫生领����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������域有很多应用,通过高压电源产生X����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������射线进行X光拍照,产生强磁场进行核磁����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������共振诊断等,产生激光脉冲或γ射线进����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������行相关手术治疗,体外冲击波碎石是利用水����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������中发生高功率脉冲放电时形成����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������“液电效应”而产生冲击波,当冲����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������击波从人体外部传入人体内部并在人体内����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������部的结石处聚焦时,处在冲击波焦点范����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������围内的结石在聚焦后的强烈冲击波反复冲击下逐渐破碎����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。高压脉冲水下的液电效应也能用来清砂和除垢等工业����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应用。随着脉冲功率的技术进步,在医疗领域会����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������得到更多地应用。
六、小结
作为当代高新技术研究的重要技术基础之一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,脉冲功率技术的发展和应用与其它学科的发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������展有着密切的联系。随着研究的不断深入,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������储能技术、功率开关技术、脉冲大电流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的测量技术方面必将取得更大的发展����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,而且这些研究成果将越来越多地转����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������化到生产应用领域。总之,脉冲功率技����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������术已经在科学研究、国防工业以及����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������工业、民用等众多领域有着极为重要的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������应用。脉冲功率技术是当前比较活跃的一门前����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������沿科学技术,它是高新技术研����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������究的重要技术基础之一,有着非常����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������广泛的发展和应用前景。