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電磁脈沖大電流發(fā)生器研究

電磁脈沖大電流發(fā)生器研究
強電流脈沖的產生對很多科學和工程都是關鍵性的,包括激勵強激光器,驅動微波源等。目前廣泛使用的大電流電磁脈沖發(fā)生器有電容器組型、儲能電感、蓄電池、旋轉電機等,但是這些大電流發(fā)生器的能量密度普遍比較低,發(fā)生器的體積過于龐大。而本文研究的螺線圈型磁通量壓縮發(fā)生器具有結構造價低廉、體積小、重量輕、脈沖上升時間短等優(yōu)點。經過幾十年的發(fā)展,這種發(fā)生器基本理論已趨成熟,但對于實用的系統(tǒng)來說,仍然存在著許多挑戰(zhàn)。首先是必須建立準確的模型,只有建立了螺線圈型磁通量壓縮發(fā)生器的準確模型,才有可能對其性能做出估計。**,螺線圈型磁通量壓縮發(fā)生器一般不是單獨使用的,在具體應用中必須考慮其與負載的連接。從等效電路模型入手對其特性進行研究。本文首先討論了磁通量壓縮發(fā)生器的基本工作原理。通過電磁場理論和電路理論揭示了磁場凍結原理,討論了磁通量壓縮發(fā)生器的等效電路方程,并就其電流放大倍數、能量放大倍數與電感壓縮倍數、電感變化規(guī)律以及損耗電阻的關系進行了討論。其次,本文研究了動態(tài)電感和動態(tài)電阻的變化規(guī)律。通過將螺線圈等效為單匝線圈串聯的方法得到了動態(tài)電感的變化規(guī)律,并討論了電樞對電感的影響,討論了歐姆電阻和非歐姆損耗的等效歐姆電阻,建立了動態(tài)電阻模型。然后,本文研究了磁通量壓縮發(fā)生器在各種負載上的電特性。研究了與感性負載、容性、阻性負載的連接方法,并就其電流、頻譜特性,以及能量累計情況進行了分析。 *后研究了發(fā)生器的設計規(guī)則。討論了電感線圈、電樞、**、初始能源等的設計原則,并設計了一個分股加股的發(fā)生器,根據已建立的發(fā)生器動態(tài)電阻和動態(tài)電感模型研究了其性能。
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