爆炸去磁脉冲功率发生器的实验和理论计算

设计了两种结构的爆炸去磁脉冲功率发生器:炸药透镜平面波冲击加载圆柱形磁体和中心装药冲击加载圆环形磁体,磁体材料都采用Nd2Fe14B永磁体。进行了爆炸冲击加载实验,测量了爆炸去磁脉冲发生器的输出电流、电压以及Nd2Fe14B永磁体中的冲击波速度。通过对爆炸去磁脉冲功率发生器基本原理的分析,建立了感生电动势的理论计算方法。用Maxwell 3D电磁场分析软件,对Nd2Fe14B永磁体进行了静磁场分析,给出了Nd2Fe14B永磁体的磁场强度分布规律。实验结果表明:爆炸去磁脉冲功率发生器每匝线圈能够产生约67 V的感生电动势,对于0.56μH的电感负载能够输出脉宽78.3μs、峰值1 212 A的脉冲电流。

涡流损耗对爆炸去磁脉冲发生器输出性能的影响

为了提高爆炸去磁脉冲发生器的输出能量,设计了绝缘层截断涡流回路磁体结构,以减小冲击去磁过程中磁体内产生涡流造成的能量损耗。把圆柱形钕铁硼磁体切分成4块,在块与块之间增加聚脂绝缘层,再组合成一个圆柱形整体,形成截断涡流回路的磁体结构。采用Maxwell 3D电磁场有限元分析软件,对未切分和切分后的钕铁硼磁体进行了静磁场计算,分析了两种结构下的磁感应强度分布。对这两种磁体结构的脉冲发生器进行了爆炸实验,测量了脉冲发生器输出的感生电动势,分析了涡流损耗对发生器输出电流的影响。结果表明:磁体中截断涡流回路的脉冲功率发生器涡流损耗较小,能够输出更大的电能。

钕铁硼强磁体的冲击去磁规律实验研究

为了研究钕铁硼(Nd2Fe14B)强磁体在冲击加载作用下的去磁规律,建立了平面波爆炸冲击加载实验装置,进行了冲击去磁实验。测量了冲击去磁产生的感生电动势,获得了冲击去磁时间、脉冲宽度等性能参数。通过改变加载磁体的冲击波强度和磁体尺寸参数,分析了Nd2Fe14B磁体在不同冲击波压力作用下的去磁程度和磁体尺寸参数对感生电动势大小的影响规律。实验结果表明:Nd2Fe14B磁体发生冲击去磁的临界压力低于8.52 GPa;感生电动势随着磁体直径的增加而增加,随着磁体高度的增加而减小。