基于铁氧体传输线的百纳秒脉冲前沿陡化技术研究

基于铁氧体传输线脉冲陡化原理,利用COMSOL软件建立了铁氧体传输线的电磁场仿真模型,研究了脉冲陡化的影响因素及特征规律,根据仿真模型设计了2种不同直径磁芯的铁氧体传输线,并建立了实验测试平台,对传输线陡化后的脉冲前沿进行测试。仿真及实验结果均表明,铁氧体传输线陡化后的脉冲前沿随输入电压幅值、传输线长度的增加而减小,随磁芯直径的减小而减小,实验结果与仿真结果规律一致。磁芯直径为40 mm,线长为1500 mm的铁氧体传输线可将幅值为120 kV的脉冲电压的前沿由124 ns陡化至14.4 ns,整个脉冲源的抖动为1.83 ns,验证了铁氧体传输线替代FLTD触发器中气体陡化开关的可行性。

铁基纳米晶磁芯的脉冲磁化特性测量及其在磁开关中的应用

磁开关是重复频率脉冲功率系统可选的工作性能优越的开关器件之一。目前磁开关的仿真模型是基于伏秒积分的宏观特性建立起来的纯电路模型,未考虑磁芯饱和过程中磁芯特性的变化,仿真难以准确预测磁开关负载上的预脉冲,波形的前沿误差也较大。测试获得了快脉冲激励下的铁基纳米晶磁芯磁滞回线和初始磁化曲线,利用磁芯磁滞回线的关键参数,提取了脉冲激励下的磁芯J-A参数,用于定义多物理场中磁开关模型的磁芯特性。针对磁开关脉冲压缩电路,利用多物理场仿真软件COMSOL建立了磁脉冲压缩系统电路与磁开关电磁场的场路耦合仿真模型,计算磁脉冲压缩电路的输出波形,与实验结果对比,预脉冲幅值误差为2%,峰值误差为2%,前沿误差为5%,证明了建立的场路耦合仿真模型的有效性和准确性。

基于场路耦合方法的100kV脉冲变压器设计与磁饱和特性

脉冲变压器结构简单,输出脉冲参数方便可调,能重频运行,在脉冲功率技术领域中应用广泛。通过理论计算以及电路仿真模拟设计脉冲变压器,电路模型中没能考虑磁芯在脉冲条件下的磁化过程,因此这种仿真设计方法不能准确预测脉冲变压器的输出波形。为此在建立磁芯J-A模型的基础上构建脉冲变压器的电磁场模型并耦合其外围电路可以实现脉冲变压器输出波形的精确模拟。采用场路耦合方法,设计了一台应用于直线变压器驱动源(fast linear transformer drive,FLTD)气体开关触发器的100 kV脉冲变压器,通过仿真与实验测试结果可知,脉冲变压器初级电容电压过高时,磁芯存在磁饱和问题,输出脉冲第一峰值波形发生改变。这种场路耦合计算方法能精确模拟磁芯饱和对电压波形的影响,脉冲幅值和前沿的误差均<10%,可指导脉冲变压器的工程设计。脉冲变压器输出脉冲经三电极气体开关陡化后幅值为108.5 kV,前沿为6 ns,陡度为14.3 kV/ns,能够稳定工作且已应用于FLTD气体开关测试平台。

土石方施工机械常见液压故障现象原因分析及防止措施

在土石方工程施工过程中,液压系统是工程机械中的一个重要组成部分,对企业正常施工生产有着不可忽略的重要作用。而在土石方工程机械运行中,液压系统较易出现各类故障,如果不能及时进行判断,极有可能导致维护效果的不理想。液压设备是由机械、液压、电气等装置组合而成的,故出现的故障也是多种多样的,且维修也比较困难。本文以土石方施工机械常见液压故障现象及原因分析及防止措施加以浅谈。

基于铁氧体传输线的脉冲陡化技术仿真研究

铁氧体传输线的脉冲陡化技术能够实现高频高功率快前沿脉冲输出,且具有固态化和紧凑化优点,已广泛应用于高功率微波源。关于铁氧体传输线脉冲陡化特性的仿真计算缺乏较为精确的模型,因此利用COMSOL仿真软件建立了铁氧体传输线仿真模型,考虑电磁波传播与磁芯磁化进动之间的相互影响,将Maxwell方程与Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程结合进行仿真计算,与实验结果进行对比验证了仿真模型的准确性。再在此模型基础上,研究了不同传输线长度、不同电压幅值,以及不同外加偏置磁场对脉冲波形的影响。结果表明:脉冲前沿随传输线长度的增大及电压幅值的增大而减小;外加偏置磁场对脉冲前沿有影响,选择合适的外加偏置磁场可以实现最小脉冲前沿输出。