SF_6爆磁压缩发生器的高压绝缘实验研究

从理论上分析了两级爆磁压缩发生器运行时的电压分布 ,从实验上用 SF6作为绝缘介质解决了爆磁压缩装置运行时高压击穿的难题。对爆磁压缩装置的研究和类似高压绝缘的问题具有借鉴意义。

蓄电池供电的级联型爆磁压缩发生器实验研究

一种由蓄电池作为初始能源的紧凑型螺线管爆磁压缩发生器由两级构成,其中第一级作为能量放大器,第二级通过磁通耦合对第一级输出的脉冲进行陡化以驱动较大的电感负载。初始能源由蓄电池、高压逆变器及储能电容器(220μF, 6 kV)构成。在爆磁压缩发生器运行以前,用5 min给储能电容器充上6 kV的电压。实验证明4 Ah的铅酸蓄电池可以通过高压逆变系统给220μF的电容器充电超过五次以上,此时电池的电压仍然高于11 V。由此可见,以蓄电池加高压逆变器和储能电容器作为其初始能源,能够满足体积小、稳定提供较大的初始能量的能力。同时利用级联型爆磁压缩发生器,能够在较小的体积和重量的情况下驱动较大的电感负载(4μH),实现输出电流120 kA,电流的上升时间为15μs的预期目标。

圆柱型螺线管爆磁压缩发生器实验研究

本文简述了圆柱型螺线管爆磁压缩发生器的基本原理 ,并介绍了一种小型紧凑装置的参数设计 ,工艺要求和实验结果。该装置重约 7kg ,初始能量 1kJ ,在 0 .5 μH的负载上产生了 2 2 8 1kA的电流 ,电流放大倍数为 2 2 3倍 ,能量放大倍数为 12 5倍 ,电流上升时间为 37 7μs。

MA量级螺线圈型爆磁压缩发生器

采用多分支螺线圈型爆磁压缩发生器数值模拟程序MFCG8-7进行理论模拟及参数优化,设计了EMG-125型螺线圈型发生器,并开展了实验研究。电感负载实验结果表明:EMG-125型发生器可以在25nH电感负载上输出大于3 MA脉冲电流,负载能量大于100 kJ,电磁能量放大50倍。

爆磁压缩发生器延时控制系统的分析与改进

延时控制系统是保证爆磁压缩发生器运行的关键部件,介绍了传统平板型开关延时控制系统的工作机制,分析了其优缺点。在此基础上,通过理论和实验研究,对平板型开关延时控制系统进行了改进,采用固化的同轴式导爆索接通开关,提出了一种符合爆磁压缩发生器工作要求的同轴型开关延时控制系统,测量了导爆索的爆速和固化开关的导通时间,并在爆磁压缩实验中对该延时控制系统的性能进行了验证。

四种螺线管型爆磁压缩发生器的实验研究

实验研究了四种螺线管型爆磁压缩发生器 。

级联型爆磁压缩发生器的等效电路计算

动态级联型爆磁压缩发生器由多级构成,后一级俘获前一级的磁通进而将能量放大。用镜像电流法计算装置等效电感和电阻,用磁通俘获模型计算两级间磁通耦合,并假设损耗电阻正比于直流电阻。用该等效电路方法计算了一种两级动态级联型爆磁压缩发生器的静态和动态电路参数,并对其输出电流波形进行了模拟,同实际测量和实验结果进行了比较,同时对该装置通过脉冲变压器对脉冲形成线的充电过程进行了简单的模拟计算。结果表明,该计算方法对级联型爆磁压缩发生器的优化设计和应用研究具有较好的指导作用。另外两级磁通俘获模型对于间接馈电(线圈或永磁体)装置模拟计算也有一定的参考价值。

爆磁压缩发生器通过脉冲变压器对脉冲形成线充电的理论分析

将爆磁压缩等效为电流源的方法,对爆磁压缩发生器通过脉冲变压器对脉冲形成线充电进行了理论分析,得出爆磁压缩发生器在负载上产生电流波形(简称负载电流)为直线情况和任意电流波形情况下充电电流和充电电压的表达式。分析表明变压器耦合互感与负载电流随时间变化增长率是脉冲形成线充电的两个重要参数,脉冲形成线第一个充电电压峰值与变压器的耦合互感和负载电流波形斜率成正比,负载电流波形斜率的变化可以改变充电电压峰值的时间,斜率不断增加可以延长第一个充电电压峰值时间,从而可能增加充电电压的幅值,提高爆磁压缩发生器能量的利用效率。

间接馈电柱-锥级联爆磁压缩发生器数值模拟

为了研究间接馈电、两级级联柱-锥构型的爆磁压缩发生器的物理特性,发展了描述爆磁压缩物理过程的2维爆轰磁流体力学程序———MFCG(Ⅴ),并用其分析、计算了一系列模型。通过将计算结果与柱-柱构型的结果进行比较,表明了柱-锥构型更有利于功率放大:在同样的输出电流条件下,不仅爆磁压缩的时间缩短,而且输出功率也相应地增加。MFCG(Ⅴ)程序的建立以及相应的数值模拟结果有助于加深对柱-锥构型的爆磁压缩发生器物理过程的认识,并为实验设计提供参考。

柱锥级联型爆磁压缩发生器的实验研究

研究了柱锥级联型爆磁压缩发生器。给出了主要实验结果。发生器的负载是 3 5 μΗ ,最大电流是 5 5 8kA ,上升前沿是 14 3μs ,电压为 30 5kV。平均电流放大倍数是 6 4。

轴线起爆式螺线管型爆磁压缩发生器理论模型

对轴线起爆式螺线管型爆磁压缩发生器进行了理论模型研究,建立了爆炸管的一维爆轰驱动模型、螺线管内空间磁场强度分布模型、爆炸管外表面磁压力模型和发生器系统的等效电路模型等,对此类发生器的物理过程进行系统描述。在此基础上,编制了相应的零维数值模拟程序CEMG1.0,利用该程序分别对四种不同模型参数的发生器进行了理论计算和参数优化,并对其中一模型发生器爆炸管外表面的磁压力及其引起的剩余电感进行了计算,给出了剩余电感与初始输入条件及负载电感的关系,从而得到该模型的输出性能极限。对理论模型的正确性进行了实例验算证明。

爆磁压缩发生器试验技术

本文以螺线管型爆磁压缩发生器为例简述了爆磁压缩发生器的基本原理,详细地介绍了与爆磁压缩相关的实验技术和方法,并简要地介绍了实验室的布局和安全防事故措施.

螺线型爆磁压缩发生器工程计算

根据发生器的等效电路模型,建立了单级爆磁压缩发生器运行时的电路方程;建立了接触磁通损失模型并推导了磁通损失等效电阻计算公式。根据电路方程和发生器电阻、电感和磁通损失等效电阻的计算公式编制了一个计算程序,利用该程序对文献介绍的某分段变螺距的圆柱型爆磁压缩发生器进行了计算,结果表明,该计算程序能很好地预测发生器的性能并验证接触磁通损失模型的可行性。

缩短两级爆磁压缩发生器输出脉冲宽度的一种途径(英文)

缩短两级爆磁压缩发生器输出脉冲宽度的一种有效办法是增大第二级螺旋线圈的锥角,但增大锥角会降低发生器电感压缩比,合理的锥角设计是此类发生器的关键。介绍了三种能带大电感负载、结构紧凑的两级爆磁压缩发生器,第一级结构参数相同,第二级螺旋线圈锥角分别为6°,8°,10°。在电感负载上进行的实验结果表明:其输出电流分别达到140,90和50kA,电流脉冲宽度分别为12.5,8.5和6.3μs,对应的名义输出功率分别为7,7和3 GW。

利用爆磁压缩发生器产生高功率脉冲高电压

爆磁压缩发生器产生脉冲高电压技术可以用于产生高功率微波及强电磁脉冲的实验研究。给出了利用螺旋型爆磁压缩发生器(HEMG)驱动电爆炸丝功率调节系统产生高功率脉冲高电压的实验方法和主要的结果。在利用HEMG驱动电爆炸丝断路开关(EEOS)产生脉冲高电压实验中,获得了最高电压700～800kV,功率大于20GW的脉冲输出。

爆磁压缩发生器与高阻抗负载匹配调制电路

通过对以电容器替代爆磁压缩发生器的系统等效电路进行理论分析,对影响这种调制电路性能的关键问题及其解决方法进行了讨论。根据理论分析结果对调制电路进行了设计。在初步实验中,当用于去除电爆炸丝上附加电压的撬断开关保持断开时,变压器原边电流切断不彻底,电容负载上充电电压峰值为-264kV;保持其他电路参数不变,而使撬断开关在电爆炸断路开关断开过程中闭合时,变压器原边电流切断彻底,在相同负载上充电电压峰值为-374kV。实验结果验证了理论分析结果,并证明了采用这种调制电路能够实现爆磁压缩发生器与高阻抗负载匹配。

轴线起爆螺旋型爆磁压缩发生器2维简化模型

应用Maxwell方程,建立了轴线起爆螺旋型爆磁压缩发生器(AMFCG)的2维简化理论计算模型。利用此模型,得出了AMFCG中简易磁通表达式,并将等效电路方程与磁通表示结合起来。选用3组不同的几何参数,模拟计算了金属爆炸管在爆轰驱动下的径向膨胀过程,给出AMFCG初始电感、输出电流随时间的变化过程,AMFCG内部磁压、爆轰压及磁场随时间的变化情况。

射频爆磁压缩发生器等效电路分析

建立射频爆磁压缩发生器的辐射模型是采用等效电路法对其分析的难点.将射频爆磁压缩发生器的电容器和电感线圈分别作为辐射单元电偶极子和磁偶极子来考虑,建立了考虑装置自身辐射特性的辐射模型.在此基础上,建立了定子线圈分段结构的射频爆磁压缩发生器的电路方程并对其进行了数值模拟.数值模拟结果与实验数据对比表明,所建立的辐射模型和电路方程,能够正确描述装置的特性,可用于预测射频爆磁压缩发生器的行为和指导其工程设计.

螺线型爆磁压缩发生器非Ohmic损失分析与放大率计算

根据螺线型爆磁压缩发生器等效电路模型,分析了非Ohmic磁通损失的主要影响因素,推导出其等效电阻计算公式,并将其代入数值计算程序中。利用该计算程序对某分段变螺距螺线型发生器进行了数值计算。结果表明,该计算程序能够较好地预测小型单级发生器的输出性能,同时验证了非Ohmic磁通损失模型的合理性。

爆炸磁压缩发生器爆炸管运动研究

报导了对爆炸磁压缩发生器（ＭＦＣＧ）的爆炸管进行的爆轰试验结果。用电子学方法测试了爆炸管采用的粉状ＲＤＸ炸药的爆轰速度；采用高速分幅摄影方法，观测了爆炸管在管内ＲＤＸ炸药爆轰产物驱动下的膨胀运动过程，测试了膨胀角、对称性和膨胀速度。试验表明，爆炸管在膨胀至３倍初始半径内未发现破裂现象，其性能满足ＭＦＣＧ的设计要求。