电磁弹射系统的脉冲功率源设计

为了解决盘形线圈弹射装置发射需要用于改变弹射体的发射方向的2个正交时变磁场,研制了由2个独立模块构成的脉冲功率源装置。每个模块的储能为300 kJ,由6个电容、改进的大功率火花隙开关、续流二极管、高频PWM整流器及用于脉冲成型网络的同轴电缆输电线组成,且每个电源模块可经光纤控制器单独触发,通过改变触发脉冲的延迟时间改变发射方向(在10 ms到几μs间)。为减小电磁干扰和电磁力的影响,使系统具有高灵活性和可靠性,改进了脉冲电源模块中元器件的位置及其结构,每个模块所能承受最大电压5 kV,放电电流峰值达200 kA。实验结果表明,研制的脉冲功率源输出电流大、安全可靠、结构紧凑、操作方便、性能满足电磁弹射研究的需要。

电磁弹射装置中线圈受力与电流相位的关系

为提高发射效率和速度,分析了电磁弹射实验装置中电流相位的关系及决定电磁力性质的主要因素。通过改变放电电路参数及结构,获得了不同放电条件下的电流曲线,并计算出安培力的曲线,总结了影响电磁弹射实验装置中线圈相互作用力性质和作用时间、大小的主要因素,实验表明,在相同的放电条件下,振荡放电较非振荡放电磁场斥力小,作用时间短;振荡放电电路中匝数增加则电动力减少;非振荡放电电路中等效匝数变化对电动力影响不大。

大功率二极管脉冲功率源中的过渡过程

在大功率 RLC放电电路中 ,需要高压、大功率二极管对震荡放电电流进行整流 .由于目前二极管的技术参数不足以评定其在 ETC环境下的适用性 ,本文通过对二极管在高 di/dt、dv/dt放电环境下开关特性的实验和分析 ,对两种带有二极管硅堆的脉冲成形网络的放电过渡过程的理论分析和实验 。

快恢复硅堆在电热化学炮脉冲成形网络中的应用研究

该文对使用大功率高压硅堆的脉冲成形网络 (PFN)的放电特性进行实验和理论分析 ,讨论了影响PFN输出脉冲电流波形的因素 ,通过引进触发真空开关(TVS) ,设计、调试了储能 2MJ的多PFN模块电热化学炮 (ETCG)脉冲功率源。

利用霍尔传感器研究脉冲功率源模块的磁场特性

以电磁发射技术用脉冲功率源模块为研究对象,根据模块内各部件磁场的特点,采用霍尔效应法对其放电过程产生的脉冲磁场进行了测试,获得了脉冲电源模块内部3个测试点在不同放电电压下的磁场数据,对数据进行了处理.通过数据对比分析可知,模块中磁感应强度最强的区域位于电抗器端面外侧;可控硅开关装置外测处磁场是多个磁场叠加的结果,磁场和电流不呈线性关系;测控系统处的磁场最为复杂,该处磁场变化大且与模块放电电流波形的差异最大;磁场随距离的增加衰减较快.

提高脉冲功率源控制系统抗干扰能力的技术措施

针对电热化学炮研究中所遇到的电磁干扰问题，分析了电磁环境影响时序控制系统工作可靠性的主要因素及途径．对电磁干扰信号进行了频谱分析，提出了利用浮地屏蔽法解决控制系统抗干扰的技术措施，并在储能３００ｋＪ的脉冲功率源中进行了多路放电实验．有效地提高了时序控制系统的抗干扰能力。

使用爆炸组合开关的脉冲成形网络技术研究

本文研究了利用爆炸组合开关进行脉冲电流波形调制的技术 ,通过对网络结构、特性的分析和实验 ,建立了使用爆炸组合开关的脉冲成形网络模型及适用于电热化学炮研究的脉冲功率源 ,并进行了不同负载条件下的单。

轨道炮脉冲电源续流硅堆设计及实验现象分析

为了满足电磁轨道发射的要求,使总输出电流能叠加为设计的电流波形,进行了脉冲电源设计和脉冲放电波形调节技术的研究,设计了高压大功率续流硅堆装置.针对实验过程中出现的问题,从理论和实验的角度,分析了脉冲功率源系统产生问题的原因,提出改进方案,使发射试验得以顺利进行.

电热化学炮弹道参数测试技术研究

针对电热化学发射技术研究中遇到的电位隔离及抗电磁共模干扰等测试技术难点 ,设计、研制了多通道压力、放电电压及电流测试的综合测试装置 .与常规测压装置的实验对比表明 ,该方案设计合理 ,各项性能指标满足实验的要求 ,并成功地应用于密闭爆发器和火炮模拟药室的放电实验 .

脉冲形成网格(PFN)技术研究

分析了两类电热化学炮脉冲形成网络结构及各自的特点．结合我国目前的实际情况，研究、试验了一种大功率组合开关及相应网络结构，探索了一种新的大功率脉冲形成的方法．并进行了ＰＦＮ的试验．该方法能有效地改善负载电流波形，提高了系统的安全性和可靠性．同时，对存在的实验误差进行了分析．

用于电热化学炮弹道测试的隔离放大器设计

在电热、电磁发射系统中,由于存在高电压、大电流的脉冲放电过程,使得系统的各单元出现较大的电位差并产生电磁共模干扰,存在造成自动控制系统、测试系统的损坏及人身安全的隐患。本文针对电热发射技术研究中的弹道测试系统,设计、研制了用于进行压力测试、放电电压及电流测试的隔离放大电路。实验数据表明,该方案设计合理,各项性能指标满足实验的要求。

电热化学炮移动式脉冲功率源(英文)

脉冲功率源系统的体积、重量、可移动性及可靠性对于应用于靶场实验的电热化学炮(ETCG)来说是重要的.为满足脉冲功率源集成化要求,必须开发、利用高储能密度、高功率的器件及综合设计脉冲功率源系统.该文研发了储能200kJ的高储能密度脉冲功率源,ETCG靶场实验证明,该系统体积小,可移动性好,可满足ETC火炮的连续射击及单次射击,其充电时间少于10s.功率源有10个电容器,在最大电压18kV时储能200kJ,高频充电器具有低谐波电流及输出功率大特点.

电热化学炮PFN设计研究初探

该文通过对固体发射药ＥＴＣ炮工质燃烧与输入电能关系的简化。探讨了一种结合弹道过程的ＰＦＮ设计方法。编制了模拟ＰＦＮ的计算程序，计算了在恒定负载情况下多级ＰＦＮ的一组网络系数。

电磁发射用电抗器温度场影响因素研究

为研究电容储能脉冲电抗器在连续脉冲载荷作用下不同因素对温度场的影响程度,根据脉冲电抗器结构特点,建立脉冲电抗器温度场传热模型;分析了连续脉冲热载荷加载条件下,不同散热方式、散热条件及脉冲载荷加载时间间隔等因素对电抗器最高温度及温度场分布的影响。数值仿真结果表明,脉冲热载荷加载时间间隔是影响电抗器最高温度的主要因素;在脉冲电抗器散热过程中,端面散热为主要散热方式。

SPETC炮等离子体发生器自由喷射放电特性研究

从多个方面对固体工质电热化学 (SPETC)炮中等离子体发生器的自由喷射放电特性进行了研究。通过在不同毛细管几何参数、不同消融毛细管材料、不同PFN放电参数、不同脉冲叠加方式等条件下的百余次放电实验 ,结合数值分析 ,得出了在上述不同条件下 。

装药射击安全性模拟检测方法研究

围绕着影响发射装药射击安全性的主要因素，研究了发射药的力学强度与膛内点火动力学条件之间的匹配，并建立了发射药粒动态强度的测量方法。考虑了发射时膛内的诸多复杂因素，例如药粒在膛内受到的撞击与压缩，提出了提高装药发射安全性的途径以及实验室模拟检测方法。

脉冲功率源用高耦合度储能电感研究

在电感储能型脉冲功率源中耦合电感是关键。首先从STRETCH Meat grinder电路出发,阐明了高耦合度电感的概念,然后通过分析影响耦合度的关键因素给出了高耦合度储能电感的模型,并对耦合电感的电感量和磁场的计算进行了数学推导。为了进一步的了解耦合电感的磁场分布情况,本文对其进行了有限元仿真,得到了耦合电感的磁感应强度分布云图和能量分布云图,考虑到漏磁的存在,在文章的最后还对耦合电感的漏磁进行了仿真计算。通过本文的研究能够为脉冲功率源用高耦合度储能电感的优化设计提供一定的理论依据。

脉冲功率源模块中电抗器外部电磁力对结构的影响

为研究脉冲功率源模块放电过程中电抗器外部电磁力对机械结构的影响,该文设计了力学测试装置,采用压电式力传感器对脉冲电抗器轴向电磁力进行测试。通过分析实验数据及理论计算结果可知,相同电压条件下,金属器件距电抗器的距离与电磁力之间呈线性关系;距离相同条件下,充电电压与电磁力为指数关系。研究结果可为脉冲功率源模块中金属器件与电抗器之间的距离设计提供理论依据。

电热化学炮脉冲形成网络分析及其参数设计

对一种电热化学炮脉冲形成的网络（ＰＦＮ）进行了较为详细的分析和计算．提出了适用于网络参数设计的计算方法，并编制了相应的计算程序，对线性负载进行计算，得到了较好的结果．同时也考虑了非线性负载的情况，如果实用中有了适用的等离子体负载模型。

开放式检测监控集成教学实验平台设计

面向高校测控类专业本科实验教学需要,提出并设计了一种开放式集成教学实验平台。对其基本物理组成结构和实验功能作了介绍。该平台系统不仅能够进行单项测控实验,还可以通过网络集成环境进行综合性实验,并能根据需要组建并扩展不同种类的测控实验环境,通过各种层次的实验培养学生的动手和系统开发能力。最后通过一个用于模拟柔性制造系统检测监控的实例说明了这种实验平台的具体应用。