A Magnetic Pulse Compressor működésének vizsgálata, különös tekintettel a terhelés alatti viselkedésére.
Az impulzusgenerátorok az ipar számos olyan területén alkalmazott tápegységek, ahol vagy a jobb hatásfok eléréséhez, vagy technológiai okokból kifolyólag nagyfrekvenciájú, nagy pillanatnyi teljesítményre van szükség. Ezen berendezések kisütési eseményeihez szükséges kapcsolásokat jellemzően félvezető eszközök végzik. Ezeknek az IGBT/MOSFET/stb. kapcsolóknak az áramterhelhetősége korlátozott, általánosan véve a frekvencia növelésével csökken, behatárolva az ilyen tápegységek teljesítményét. A Magnetic Pulse Compressor olyan sorosan kapcsolt rezgőkörökből álló berendezés, mely a ferromágneses anyagok telítődését használja fel a fokozatai közti kapcsolási eseményként. Ezáltal az eszköz terhelhetőségének szempontjából már nem a félvezető elem árama lesz a szűk keresztmetszet, hisz a kapcsolóként használt telítődő vasmagot tartalmazó elem áramának a melegedés szab csak korlátot.
A modern vasmagok relatív permeabilitása több ezres, vagy akár tízezres nagyságrendben mozoghat, így az azt vasmagként felhasználó tekercs reaktanciája a telítés előtt az áramkör szempontjából szakadásnak tekinthető. Ahhoz, hogy a kapcsolás a működés szempontjából megfelelő időpontban történjen, a félvezető elemekkel ellentétben a mágneses kapcsolót nem külsőleg kell vezérelni, hanem a köré épülő áramkört megfelelően méretezni, ugyanis a telítődés pillanatát a vasmagra eső feszültség-idő terület fogja meghatározni.
A dolgozatomban a rezgőkörök és a mágneses telítődés elméleti hátterétől indulva lépésről-lépésre építem fel az MPC-t, majd ismertetem megépítésének lépéseit. Ennek legkritikusabb mozzanata a kapcsolóban használt vasmag hiszterézis görbéjének mérése, annak függvényében pedig a további áramköri elemek megválasztása. Ezen folyamat szerves része a berendezés modellezése, így dolgozatom hangsúlyt fektet a nemlineáris vasmagú tekercs modellezésének lehetőségeire, annak határaira, MATLAB Simulink program segítségével.
Bemutatom a BME Nagyfeszültségű Laboratóriumában megépített MPC-t, valamint ismertetem az egyéni, terheléshez igazított MPC áramkörének tervezési folyamtát. Az MPC terhelése nagyban befolyásolja a kapcsoló tekercs feszültségviszonyait, így különös odafigyelést szentelek a frekvencia, a működési feszültség és a terhelés összhangjára. Ezen ismeretek birtokában a kutatásom célja egy nagy teljesítményű MPC elvű tápegység építése, fertőtlenítésre használt nagy teljesítményű és jó hatásfokú ózongenerátor ellátására.
szerző
-
Gaál Botond
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Cselkó Richárd
adjunktus, Villamos Energetika Tanszék
