动态级联型螺线管爆磁压缩发生器研究

论文题目: 动态级联型螺线管爆磁压缩发生器研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学工程

作者: 陈冬群

导师: 钟辉煌

关键词: 螺线管爆磁压缩发生器,等效电路计算,初始能源,高压脉冲变压器,脉冲形成线,间接馈电

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 动态级联型螺线管爆磁压缩发生器(Helical explosively-driven magnetic flux compression generator,HEMCG)由于能够在较大的负载上输出短脉冲大电流,适合于通过脉冲功率调制后驱动真空二极管产生高功率微波和泵浦高功率激光,从而成为近几年来国内外研究的热点。本文从理论分析、等效电路计算、优化设计、工艺研究、实验技术等方面对动态级联型HEMCG进行了深入系统的研究,并对其初始能源、延时控制系统和脉冲功率调制技术进行了详细的研究,具体研究内容如下: 国内首次研制成功总重量只有10kg的由蓄电池加高压逆变器和高储能密度(～1Jcm~3)自愈式电容器构成的爆磁压缩发生器的初始能源系统。该系统体积小、性能稳定,能够提供较大的初始能量(在60μH电感负载上输出电流大10kA),并具有遥控充电和起爆雷管的功能。采用研制的同轴型导爆索接通开关改进了原有的延时控制系统,该系统不仅结构简单,操作方便,而且延时控制更精确,更安全可靠;对测量爆磁压缩发生器电参数的磁位计和电阻分压器的设计和标定技术进行了详细分析,实践证明能够满足测量要求;介绍了测量爆轰参数的电探针法和高速摄影法。对动态级联型HEMCG的特性和磁通损耗进行了详细的分析,利用等效电路模型编制了动态级联型HEMCG基于MathCAD软件平台的等效电路计算程序(CIRC-206),其中:电感和直流电阻计算采用镜像电流的方法;级间耦合采用磁通耦合模型;爆磁压缩发生器的非欧姆损耗通过引进损耗系数来评定,而这个系数可以根据文献中类似装置的实验结果来确定。该程序能够计算动态级联型HEMCG的电感、直流电阻、磁通损耗、电流、线圈电压分布等参数,并能跟后续脉冲调制器的等效电路计算相结合。实践证明CIRC-206程序对动态级联型HEMCG的设计和应用研究有较好的指导作用,且具有物理图像清晰、计算快捷的特点。对储能电容器给爆磁压缩发生器提供初始磁通的两种馈电方式(间接馈电和直接馈电)的优缺点进行了理论分析,给出了选择馈电方式的判据,并说明了本文选择直接馈电的原因。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1．1 爆磁压缩发生器的基本原理

1．2 爆磁压缩发生器的等效电路

1．3 动态级联型HEMCG发展和研究现状

1．4 本文研究背景和研究内容

第二章初始能源及遥控起爆系统的研制

2．1 初始能源系统研究现状和发展趋势

2．2 初始能源系统的研制

2．3 小结

第三章延时控制和测量系统

3．1 延时控制系统

3．2 爆轰参数测量

3．3 电参数测量

3．4 小结

第四章动态级联型HEMCG等效电路数值计算

4．1 数值模拟简介

4．2 动态级联型HEMCG的磁通损耗分析

4．3 动态级联型HEMCG的等效电路数值计算

4．4 小结

第五章 100KA动态级联型HEMCG的研制

5．1 HEMCG设计分析

5．2 100KA动态级联型HEMCG的设计及计算

5．3 馈电方式的选择

5．4 100KA动态级联型HEMCG的工艺

5．5 100KA动态级联型HEMCG的实验

5．6 小结

第六章 120KA动态级联型HEMCG的研制

6．1 120KA动态级联型HEMCG的设计

6．2 120KA动态级联型HEMCG实验研究

6．3 小结

第七章 100KA动态级联型HEMCG的应用研究

7．1 系统参数影响充电效率分析

7．2 数值计算和实验研究

7．3 小结

第八章结论

8．1 主要工作及结果

8．2 主要创新点

8．3 今后工作展望

后记与致谢

攻读博士学位期间已发表和已录用的主要论文

攻读博士学位期间取得的主要荣誉

参考文献

发布时间: 2005-11-07

动态级联型螺线管爆磁压缩发生器研究

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