基于B-dot探针的旋弧开关电弧运动速度测量

针对一个轴向磁场控制的旋转电弧脉冲功率开关,借助B-dot探针研究了开关中的电弧在常压下空气中的运动特性。B-dot探针是一个基于电磁感应原理的小线圈,其感应电压随电弧距线圈位置而变化。为研究电弧运动速度随电流变化的规律,在一周内均匀布置6个探针。探针被放置在电极间隙的正下方,其轴向与电弧运动方向平行,且在同一高度上。计算电弧速度时,近似认为探针信号过零点对应于电弧经过探针正上方。实验中采用一个多模块放电回路,通过时序放电,在开关上得到近似梯形状的电流波形。根据探针信号计算得到在该电流波形下电弧速度的变化,在电流为20kA时,电弧速度约为550m/s。

电磁发射中固体电枢的磁探针测速方法研究

为测量固体电枢运动速度应用电磁感应原理,分析了电磁发射中固体电枢所产生的磁场以及B-dot磁探针中的感应电动势,给出了根据磁探针的感应电压信号以及驱动电流信号计算固体电枢运动速度的迭代算法。在小电流、低速运动的模拟实验中,通过探针上感应电压信号的仿真计算结果和实验条件合理设计了探针的结构尺寸,结合实际应用中所遇到的问题加以改进。利用所设计的探针和改进的算法实测电枢的运动速度的结果与实际情况较为符合,该算法可以有效测得电枢的运动速度随时间的变化曲线。

基于B-Dot的kA级短脉冲电流测量方法

高压脉冲电流的测量方式主要是Rogowski线圈。B-Dot是一种非侵入式脉冲电流测量探针,但由于B-Dot测量模型的建立以及应用标定等过程与实际应用环境密切相关,且对待测电流强度有严格的要求,目前还未见其在实际k A级短脉冲方面的应用研究。本文在对B-Dot的k A级短脉冲测量方法进行理论研究的基础上,设计了微型B-Dot探针,并利用B-Dot探针对k A级短脉冲电流进行试验。试验结果表明,B-Dot探针适用于k A级脉冲电流的测量,且与理论研究结论一致。

电磁发射中固体电枢的磁探针测速误差

对磁探针感应电压的原理进行分析,得出电枢电流变化率是磁探针测量电枢膛内运动位置误差的原因。通过简化,采用理想化的电枢电流波形和电枢位移曲线,不同电枢电流变化率条件下,在Matlab软件中对磁探针测量电枢位置进行仿真分析。结果表明:测量电枢位置误差与电枢电流变化率绝对值正相关,电枢电流变化率相同时,误差与电枢电流和电枢速度的乘积负相关。进一步对磁探针测量电枢膛内速度的误差进行仿真分析,理想电流曲线仿真结果表明:测速误差情况可分为三种,电枢电流变化率相近,则测速误差小,反之则测速误差大。

100kA快脉冲直线变压器驱动源模块

介绍了100 kA快脉冲直线变压器驱动源原型模块及其采用的200 kV多级多通道气体开关的设计和初步实验结果。该模块由20台100 kV/20 nF电容器按10个支路并联组成,其中每个支路包括2台电容器、1只多级多通道开关以及相应的传输线。模块直径约1.5 m,厚度仅为20 cm。采用B-dot探针诊断负载电流。当充电电压为±90 kV时,在1.1Ω负载上可得到102.2 kA的峰值电流,上升时间为53.6 ns,脉冲宽度为133 ns。实验结果表明,该快脉冲直线变压器驱动源模块具有较好的快脉冲输出能力。

电磁发射测量系统的设计与实现

设计了一种基于Rogowski线圈、B-dot探针、光幕靶及插入式数据采集卡(PC-DAQ)的电磁发射测量系统,开发出以动态链接库(DLL)为形式的数据处理模块,为系统的扩展和二次开发提供统一的接口,设计了具有Windows操作功能的人机交互界面,并成功地应用到实际研究中,为电磁发射系统的性能研究及技术匹配提供了数据依据。根据实验数据得出了触发放电和轨道拉弧时,整个测量系统受到了大的脉冲干扰;通过计算,可以得到本系统测量速度为1 km/s时的相对误差为0.7%.