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本课题是云南省应用基础研究课题《脉冲电流改善铁路车辆轴承用钢G20CrNi2M0A基体组织研究》（项目编号2003E0024M）的子课题《1000A大电流脉冲发生器主回路研制》。大型铁路车辆轴承用钢G20CrNi2M0A由于要工作在恶劣的环境中,要求其表面具有高的耐磨性、硬度、冲击韧性和接触疲劳强度,而心部则要求有适当的硬度和韧性。传统的热处理方法达不到上述要求,还会造成大量人力、物力和资源的浪费。国内外的研究表明,在金属材料中通入强脉冲电流,会使材料的正常性能发生微妙的变化或产生全新的材料性能。 根据对国内外的相关研究调研表明,脉冲电流在常温和高温下都可改变金属的金相结构。但在常温下使基体组织发生变化需要庞大的脉冲发生器组,成本造价高。在项目经费允许的条件下,我们先将试样加热到800～900℃,再给试样加以千安级以下脉冲电流,从而使试样的基体组织发生改变。因此确定脉冲电流发生器的基本参数为:峰值电流100A～1000A（极限1800A）连续可调,脉宽0.2mS,频率1～50Hz连续可调。在拓扑结构上采用了一种用可控硅作为主开关器件但不附加任何关断电路的半桥异步式谐振软开关功率脉冲形成电路,由可控LC串联谐振储能网络和开关器件共同组成。主开关器件选用300A、800V的MTC可控硅模块,不需要缓冲吸收电路,控制简单,工作可靠。 脉冲电流发生器由主回路和控制回路两大部分组成。本文简要介绍了电力电子技术的发展概况和各种电力电子器件的特点,以及可控硅（SCR）的结构、工作原理、特性及主要参数。软开关技术是电力电子学领域最活跃的研究方向之一,克服了硬开关工作方式中存在的缺陷。谐振软开关可在零电压、零电流条件下开通和关断,使器件的开关损耗减低到零。在主回路中,全部功率开关器件采用半控型器件且不用附加任何关断电路,即可使其工作在自然零开关状态下,而不再存在开关损耗问题。触发可控硅导通的脉冲信号由控制回路提供,产生频率1～50Hz连续可调的触发脉冲。控制回路中包括给定电路、F/V电路、分频电路、脉冲整形电路、放大电路等组成,系统中还包括整流电路、保护电路、无感电阻取样电路等。