用于ETCG脉冲电源的CPA波形调节策略

根据电热化学炮负载对电源电压、电流波形的特殊要求 ,提出了以补偿脉冲发电机为大功率脉冲电源的多途径波形调节策略 ,建立了包括补偿脉冲发电机和毛细管非线性电阻负载的系统模型 ,并进行了模拟计算 .结果表明 ,所提出的调波方式较好地解决了补偿脉冲发电机波形调节问题 ,可以满足电热化学炮负载对电源的要求 .

主动补偿脉冲发电机参数对电流波形的影响

本文对主动补偿脉冲发电机的脉冲电流波形的峰值、脉宽和形状进行了分析和计算，讨论了电机参数和负载参数对波形的影响，找出了某些控制规律，为该类电机的设计提供了设计依据。

补偿脉冲发电机电流脉冲成形的分析

补偿脉冲发电机利用电磁感应定律和磁通压缩原理,集能量存储、机电能量转换和脉冲成形于一体,是一种很有潜力的高功率、小型化脉冲电源。为深入研究补偿脉冲发电机的工作原理及脉冲成形电流,在简化的电机原理图和一定假设的基础上,详细推导了脉冲发电机在3种不同补偿方式下输出电流的表达式;以选择被动补偿为例,应用MATLAB软件对建立的脉冲成形电流进行了分析计算,得到了各种情况下脉冲发电机的典型脉冲电流波形,进而对比分析了电流脉冲波形与点火角度、线圈相对位置、耦合深度、补偿形式等因素的关系;比较了有补偿和无补偿情况下的脉冲电流波形;通过对补偿式脉冲发电机脉冲成形电流的分析得到了其与脉宽、脉冲能量等的对应关系。

补偿脉冲发电机为主体电源的电热化学炮系统模拟和试验

介绍了以补偿脉冲发电机为主体的，电热化学炮分级供电脉冲电源系统的工作原理，建立了补偿脉冲发电机和毛细管非线性电阻模型，模拟计算和毛细管放电试验波形比较，结果表明两者基本吻合。理论模型较好地描述了毛细管电弧放电过程，为补偿脉冲发电机的参数选择和方案设计提供了理论依据。

轻小型脉冲电源驱动的电磁发射系统建模

针对脉冲电容器储能密度过低的问题，首先提出了一种基于轻小型脉冲电源（补偿脉冲发电机）驱动的电磁发射系统设计方案；然后，在分析了系统的基本原理的基础上，分别从电路模型、运动学模型出发建立了该电磁发射系统的数学模型；最后，通过算例进行了计算分析，其结果验证了系统数学模型的正确性，也表明以补偿脉冲发电机作为电磁轨道炮的脉冲电源是可行的。

基于解析方法和有限元联合仿真方法的补偿脉冲发电机温度场计算

针对补偿脉冲发电机(CPA)分析了电机的内生热源,采用解析方法,推导了适用于CPA传热的常物性一维非定常、非齐次柱坐标系导热微分方程解析解,求得了辐射-导热复合换热(边界条件非线性)的数值解。在此基础上,利用基于有限元法的机电磁热联合仿真方法,分析了CPA放电电磁场特性,计算得到了CPA放电典型损耗,求解了CPA在单次脉冲放电后的温度场分布及温度变化情况,并分析了联合仿真较之经典求解方法的优越性。研究成果为CPA的热控优化设计提供了重要参考。

改进型补偿脉冲发电机电流成形分析

补偿脉冲发电机集能量存储、机电能量转换、脉冲成形于一体,被认为是电炮武器系统的首选高功率脉冲电源。在传统补偿脉冲发电机结构基础上,以能产生较宽平顶波的选择被动式补偿脉冲发电机为研究对象,通过改变电刷和换向片结构,对比分析了在不同点火角度、电枢与励磁绕组相对位置、不同耦合深度下的电流波形特点。仿真计算表明:补偿角度的变化显著影响脉冲峰值的大小;随电枢绕组初相角增大,脉冲初始阶段的一段负脉冲增强;两绕圈耦合深度越大,波形起伏越大。通过计算及有限元模型仿真分析,证明改进后的结构可使电机内电感下降,同时选择被动式补偿脉冲发电机可以获得更高功率的脉冲电流和较理想的频谱分布。

主动补偿脉冲发电机负载绕组主电感系数的计算

主动补偿脉冲发电机（ＡＣＰＡ）负载绕组电感系数是设计和仿真计算的一个重要参数。利用气隙磁导和磁链的概念推导了计及气隙磁场空间谐波的负载绕组电感系数计算表达式，进行了计及高次谐波的仿真计算，并对计算结果进行了分析比较，为主动补偿脉冲发电机的设计和仿真提供了依据。

被动补偿脉冲发电机气隙磁场及电枢电感计算

对被动补偿脉冲发电机电枢绕组分布进行简化，建立拉普拉斯方程，得到气隙中磁场分布，根据能量关系，导出电感计算的解析式，对电机参数及优化设计具有指导意义．

被动补偿脉冲发电机无槽电枢绕组瞬态电感的计算

利用分离变量法，在计及无槽电枢绕组空间几何尺寸和简化补偿筒中涡流分布的情况下，通过对气隙磁场分析，导出了被动补偿脉冲发电机无槽电枢绕组瞬态电感的解析表达式，应用此公式，对２５ＭＷ样机进行了实例计算，分析了影响电感的主要因素。

磁悬浮飞轮储能补偿脉冲发电机技术研究

介绍了一套基于磁悬浮飞轮储能的脉冲电源系统。电机主体为一台两相、四级、空心补偿脉冲发电机。轴向使用电磁推力轴承,径向使用内转子外定子混合磁轴承,具备承受4g过载能力。使用有限元软件对系统电磁特性进行了仿真。采用自励磁方式,在20 000r/min的初始转速下,励磁电流可在9ms内增至9kA,转子转速降为18 440r/min。对电感梯度1μH/m,电阻梯度0.005mΩ/m的电磁轨道炮负载放电,可将5g弹丸加速至1.98km/s,峰值电流可达180kA。

20MJ补偿脉冲发电机的设计与仿真

由于补偿脉冲发电机集惯性储能、机电能量转换和脉冲成形的综合技术优势,研制了一台额定转速为12 000 r/min的20 MJ补偿脉冲发电机,并研究了其中关键材料包括屏蔽筒和转轴等的选择。在理论计算和仿真分析的基础上设计了电机励磁回路以及电枢绕组,提出了一种新的补偿绕组结构即定子上安放两套电枢绕组,在电机放电时,脉冲电流将会提高,绕组的温度会降低,磁场密度会增强。

轻小型电磁发射脉冲电源电磁损耗分析与计算

补偿脉冲发电机（compensated pulsed alternator，CPA）是电磁发射系统最具有应用前景的轻小型高功率脉冲电源之一，由于其高峰值脉冲放电的特殊性，使得电机内部温升急剧，对永磁体的安全工作、电枢绝缘材料的绝缘性能以及其他子系统的正常运行都会带来极大的隐患。为此，针对所研究的外转子式永磁励磁CPA的特殊放电形式，首先分析了其电磁损耗的产生机理，并在ANSYS Electromagnetics Maxwell中建立了CPA的二维瞬态电磁损耗分析有限元模型；然后，为模型设置了简化的外部开关放电电路；最后，分别计算得到了CPA短路放电工况和单脉冲放电工况对应的铁芯损耗、补偿筒涡流损耗及电枢欧姆损耗，为后续的温度场分布有限元计算提供了精确全面的热源数据。

新型补偿脉冲发电机转子的强度计算

采用力学简化模型和有限元模型,对一台新型补偿脉冲发电机转子部件进行了强度计算。结果表明,2种计算方法的结果吻合较好,各危险部位的应力小于材料的许用应力值。文中还计算了屏蔽筒与磁钢箍热套配合的最大与最小过盈量,据此设计的电机转子现场热套和安装成功,实际工作转速可达8 000 r/min以上。

两相被动补偿脉冲发电机设计及脉冲波形仿真

设计了一台峰值功率为 5 0MW的两相 4极被动补偿脉冲发电机 ,采用无槽绕组、端部屏蔽等关键技术 ,并利用补偿电机放电等效电路仿真驱动电热化学炮的脉冲电流波形 ,分析了影响电流波形的因素并提出用改变触发角和串电感调波的优化波形方法 ,为下一步电机的研制及放电系统试验提供参考。

10kJ高能脉冲激光器直驱式电源系统的分析和设计

脉冲激光器直驱式电源系统使用主动补偿脉冲发电机代替传统的电容器组来直接驱动脉冲氙灯泵浦进行放电。本文从主动补偿脉冲发电机驱动脉冲氙灯负载的数学模型出发,研究了电机与氙灯参数相互匹配和选择的关系,进行了氙灯的负载特性分析,在此基础上提出了样机的设计方案,并运用Ansoft进行磁场有限元分析对样机的电磁性能进行核算,最终把核算的结果代入Matlab/Simulink搭建的系统模型中进行氙灯电气输出性能的仿真运算,仿真的结果表明了本论文中阐述的方法可以正确、方便地应用于主动补偿发电机驱动脉冲氙灯负载构成的电源系统的分析与设计中,并可以推广到由其他类型的电机驱动其特定的负载构成的电源系统的分析与设计中。

一种分级供电的电热炮电源系统

针对电热炮负载非线性阻性特性，提出一种由电容器（Ｃ）和脉冲补偿发电机（ＣＰＡ）分级供电的电源方案，并推导出补偿电机的机电状态方程，由此结合电热炮负载理论模型得出整个系统的数学模型．模拟计算验证了Ｃ＋ＣＰＡ方案的现实可行性．

被动补偿式外转子永磁脉冲发电机放电特性

为探究被动补偿式外转子永磁脉冲发电机(ORPMPCPA)的放电特性,在综合考虑放电过程中被动补偿作用对电枢绕组电感的影响以及机电能量转换造成转速变化等因素的基础上,建立ORPMPCPA对负载放电的数学模型,对ORPMPCPA放电时的脉冲电流形成过程、能量转化过程以及相关因素对脉冲电流波形的影响进行仿真分析。结果表明,ORPMPCPA能在瞬间将转子内部储存的动能转化为强脉冲电能,且通过改变外电路中触发延迟角、两相绕组组合方式和外接电感数值,实现对脉冲电流波形的灵活调节。通过对比分析样机测试结果和仿真结果,证明所提出的ORPMPCPA放电特性分析方法的准确性。

分级供电电热炮系统的数学模型与模拟计算

针对电热炮负载的高起始放电压非线性阻性特性，提出了一种由电容器（Ｃ）和脉冲补偿发电机（ＣＰＡ）分级供电的电源方案，推导出补偿电机的机电状态方程，并结合电热炮负载原理得出整个系统的数学模型．

大功率逆变器的非对称PWM方法

介绍一种非对称PWM方法,它适用于灵活交流输电系统(FACTS)的大功率逆变器控制.该方法的特点是通过增加脉冲波形中不对称开关角的自由度数,来实现对特定谐波幅度和相位的直接控制.在较低的开关频率下,该方法可应用于大功率有源滤波器.通过Simplorer对基于该方法的并联补偿谐波电流的工作方式进行仿真,证明其有效性.