摘要：为设计一款能准确测量脉冲大电流的罗氏线圈,根据罗氏线圈的结构特点和工作原理,建立罗氏线圈等效电路模型进行了仿真模拟,分析了不同电磁参数对罗氏线圈测量结果的影响,设计了相关样品进行测试。仿真与测试结果表明:电磁参数对罗氏线圈的性能存在较大影响,建立的罗氏线圈等效电路模型可以根据需求很好地指导产品设计,仿真与试验结果吻合良好,证明所设计的罗氏线圈可以对脉冲放电电流进行有效准确的测量。

摘要：为了更好地设计电容储能型脉冲功率电源的电路拓扑,采用理论分析与仿真计算相结合的方法,从放电阶段划分、放电过程中脉冲电容器、续流二极管和晶闸管等关键器件的电压、电流及能量损耗,以及放电效率等方面对两型PFN模块不同特性及各自的优缺点进行了全面的对比分析,仿真结果表明I型PFN在器件损耗、放电效率等方面比II型PFN更有优势。针对电容器反向电压尤其是I型PFN反向电压不能通过模块自身释放的问题,设计了多模块脉冲功率电源的反向电压释放通道,其对II型PFN影响较小,但可将I型PFN模块放电过程中产生的反向电压回收利用并形成正向的电压,这对具有连发功能需求的脉冲功率电源具有重要意义。

摘要：针对脉冲功率电源连续循环放电吸能需求,提出一种1.9 MA级循环脉冲功率水冷模拟负载方案。考虑水冷负载与实际电磁发射负载的相似性要求,提出4×8钢管阵列组成的电阻网络,可方便实现电源不同组合方式的放电考核;针对1.9 MA级电流产生的脉冲电磁力可能引起水冷模拟负载损坏的问题,建立水冷模拟负载三维有限元分析模型,进行电磁力计算和结构分析,保证水冷模拟负载稳定性;利用热网络法对模拟负载在循环脉冲模式下的强迫风冷却、自然冷却和去离子水冷却等方式进行了温升分析。结果表明:模拟负载采用钢管内通去离子水冷却效果最好,循环放电时温度可以恢复到初始状态,最高温度62.5℃,满足连续放电实验的需求。利用提出的方法设计一台水冷模拟负载样机并进行了连续2次1.9 MA放电研究,试验结果与理论分析吻合较好,负载结构运行稳定,从而验证了理论分析的正确性。

摘要：脉冲功率电源系统与耗能装置之间通过同轴电缆连接,同轴电缆在连续快速脉冲大电流工况下会温升过高。针对该问题,建立了同轴电缆有限元磁-热耦合模型,分析了管槽对流传热系数计算方法及其影响因素,同时分析了同轴电缆在自然冷却和强制冷却条件的温升特性。在此基础上,针对同轴电缆内部导体温升过高问题,设计了多种新型水冷式同轴电缆,分析了不同冷却方案同轴电缆冷却效果,结果表明:内外导体冷却式同轴电缆冷却效果较明显,可以满足设计要求。

摘要：为研究不同因素对其电流扩展速度的影响,根据晶闸管的结构特点和工作原理,建立晶闸管器件模型及脉冲成形网络等效电路模型并进行了仿真模拟。数值仿真结果表明,当正向阻断电压从3000 V增加至5000 V时,扩展速度可增加24.6%;当基区宽度从500μm增加至900μm时,扩展速度降低了31.7%;当载流子寿命从1μs增加至10μs时,扩展速度增加了56.9%,而当温度从300 K增加至330 K时,扩展速度仅增加了0.3%,可以看到温度对扩展速度的影响较小。研究结果有助于选择合适参数以保证开通所需的扩展速度,对改进晶闸管器件设计、提高晶闸管工作性能都具有应用价值。

摘要：为对两种类型的多模块电容型脉冲功率电源放电特性进行研究,分析了放电过程中各主要功率器件的电气特性及电源对负载的放电效率,并针对I型PFN模块放电过程中反向电压不能释放的缺点,为脉冲功率电源设计了反向电压释放通道。仿真结果表明:二极管和晶闸管等器件的性能受电路拓扑及时序的共同影响,I型PFN对负载的放电效率比II型PFN更高,通过反向电压释放通道可将放电过程中产生的反向电压有效回收,以进一步提高放电效率。

摘要：针对补偿脉冲发电机模块化设计和负载端多样化需求的关键参数匹配问题,分别从电机本体和典型负载两个角度,通过数学建模和物理仿真的方法分析研究了相关关键参数对装置系统整体性能的影响规律,并进一步总结了适用于典型负载需求的补偿脉冲发电机关键参数设计方法。该研究结论对补偿脉冲发电机的多样化推广应用具有较高的参考价值,并有助于实现脉冲功率电源系统的轻小化和实用化。