【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大功率电源领域，具体为一种重离子加速器电源与冷却水流量同步联动控制系统。
技术介绍
1、特种开关电源作为粒子加速器装置的关键装备，主要为二极铁、四级铁、六极铁等磁铁提供所需的励磁电流和电压，以产生符合要求的电磁场，利用各种不同的磁铁产生的磁场控制重粒子运行的轨道。电源内各种功率等级的电力电子功率器件数量庞大，加速器脉冲电源工作在梯形、三角形、低频正弦模式时，电力电子功率器件会产生低频周期性的功率损耗，结温随之呈现周期性波动，芯片各层材料承受长期的热应力冲击，会导致器件老化失效，增加功耗，降低效率，这就对电力电子功率器件散热技术提出了很高的要求。
2、电力电子功率器件常用的散热装置是水冷板，但是目前水冷板内的结构都是预设好的，水冷板内水流量不受控，加速器电源的工作电流与冷却水流量不同步。对于大功率电源来说，电源的功率不同，电力电子功率器件的发热也会不同，如果不能及时同步提升水冷板的散热能力，不仅会影响电力电子功率器件的使用寿命，可靠性下降，而且影响加速器电源的工作，增加功耗。
技术实现思路
1、本专利技术的效果在于提供一种重离子加速器电源与冷却水流量同步联动控制系统，该系统中水冷板内的冷却水流量可以随着重离子加速器电源不同的控制需求同时改变水冷板内的水流量，及时对电力电子功率器件进行散热，提高水冷板的散热效率，进而降低能源消耗，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种重离子
4、所述水冷板长度方向的两端分别设有水冷板进水口和水冷板出水口，二者通过设置在水冷板中的水道相连，水道由若干交错对称并首尾顺次相连的流道单元组成，每个流道单元内各有一个可移动的锥形挡板，且流道单元的圆弧形底部各开有圆形通孔；伺服电机的转轴贯穿流道单元的圆形通孔与锥形挡板相连，伺服控制器控制伺服电机的转轴转动，转轴带动与之相连的锥形挡板转动；所述水冷板进水口通过水管与冷水机出水口连接，水冷板出水口通过水管与冷水机进水口连接，冷水机的温控面板可调节冷水机出水口水温。
5、优选的，所述水道由7组交错对称并首尾顺次相连的流道单元组成，沿水冷板中心的其中一侧设有4组流道单元，另一侧设有3组流道单元。
6、优选的，所述锥形挡板设有7个，每个锥形挡板包括半圆形底部和与半圆形底部连为一体的锥形尖顶。
7、本专利技术的工作过程为：
8、第一步：同步联动系统产生控制需求，第二步：中央控制器生成控制指令送到指令分配器，第三步：指令分配器分配两路控制信号，第四步：第一路控制信号发送到电力电子变流器控制器，经过电力电子变流器控制其中的电力电子功率器件给负载提供输出功率；此同时，指令分配器发出的第二路控制信号发送到伺服控制器的信号接收端，伺服控制器通过控制线缆发出指令控制伺服电机的转轴转动，带动水冷板流道单元中与之相连的锥形挡板转动，调节水流量。最后加速器电源电流与水冷板内水流实现同步调节。
9、本专利技术的有益效果为：
10、（1）本专利技术实现重离子加速器电源与冷却水流量同步联动效果：如图4所示，传统的加速器电源电流与水冷板冷却水流量不同步，当加速器电源电流发生变化，水冷板冷却水流量不能及时改变，造成散热效果差，能源消耗大。如图1所示，本专利技术中央控制器根据同步联动系统的控制需求产生控制指令，控制指令产生后送到指令分配器中，指令分配器把接收的控制指令分为两路：第一路送给电力电子变流器控制器，经过电力电子变流器控制其中的电力电子功率器件给负载提供输出功率，其中电力电子功率器件安装在水冷板上表面，水冷板与冷水机相连接。指令分配器输出的第二路控制信号送到伺服控制器，伺服控制器根据接收到控制指令，控制伺服电机转轴转动，转轴带动水冷板流道单元中与之相连接的锥形挡板转动，从而起到调节水冷板内的水流量的作用。如图3所示，当控制信号变化时，加速器电源电流与冷却水流量同步改变，不仅提高了水冷板的散热效率，使加速器电源工作在稳定状态，还提高了能源利用率。
11、（2）本专利技术针对水冷板调节水流量的灵活性设计：传统的水冷板使用预设的水道对电力电子功率器件进行散热，灵活性差。本专利技术的水冷板的水道内安装有调节装置，如图5所示，水冷板水道内设有7个可以调节水流量的锥形挡板，锥形挡板分为两部分：前半部分呈锥角形状，后半部分呈半圆形，半圆形部分与伺服电机的转轴相连，伺服电机转轴转动可带动锥形挡板转动。水冷板内锥形挡板的锥形角可对水冷板进水口的水分流，锥形挡板半圆形部分可使水形成回流。当锥形挡板的锥形角与水道两侧贴合时，冷水在水道内沿直通道流动，此时水冷板内的水流量最大，水流最快，水冷板的散热能力最大。当锥形挡板的锥形角向水道中心转动，此时锥形角对水流有分流趋势，向水道两侧分流的水到达锥形挡板半圆形部分后会形成回流，与水道中间水流形成对撞减缓水流速，水流量减少，水冷板的散热能力相应减小。
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1.一种重离子加速器电源与冷却水流量同步联动控制系统，其特征在于：包括中央控制器（1），所述中央控制器（1）通过信号线与指令分配器（2）相连，指令分配器（2）输出端分为两路：第一路与电力电子变流器控制器（4）相连，第二路与伺服控制器（3）相连；第一路控制信号送到电力电子变流器控制器（4），电力电子变流器控制器（4）底部设有电力电子功率器件（5），电力电子功率器件（5）与负载（10）相连；电力电子功率器件（5）安装在水冷板（6）上表面，水冷板（6）与冷水机（12）相连；第二路控制信号送到伺服控制器（3），伺服控制器（3）控制设置在水冷板（6）底部的伺服电机（7）上的转轴（19）转动，转轴（19）带动与之相连的锥形挡板（16）转动，从而起到调节水道（18）内水流量作用；
2.根据权利要求1所述的一种重离子加速器电源与冷却水流量同步联动控制系统，其特征在于：所述水道（18）由7组交错对称并首尾顺次相连的流道单元（20）组成，沿水冷板（6）中心的其中一侧设有4组流道单元（20），另一侧设有3组流道单元（20）。
3.根据权利要求1所述的一种重离子加速器电源与冷却水
...【技术特征摘要】
1.一种重离子加速器电源与冷却水流量同步联动控制系统，其特征在于：包括中央控制器（1），所述中央控制器（1）通过信号线与指令分配器（2）相连，指令分配器（2）输出端分为两路：第一路与电力电子变流器控制器（4）相连，第二路与伺服控制器（3）相连；第一路控制信号送到电力电子变流器控制器（4），电力电子变流器控制器（4）底部设有电力电子功率器件（5），电力电子功率器件（5）与负载（10）相连；电力电子功率器件（5）安装在水冷板（6）上表面，水冷板（6）与冷水机（12）相连；第二路控制信号送到伺服控制器（3），伺服控制器（3）控制设置在水冷板（6）底部的伺服电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：马保慧，许董杰，赵玉祥，赵利民，吴沂飞，路宇晗，范富华，杨沛年，
申请(专利权)人：天水师范学院，
类型：发明
国别省市：
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