摘要：为了验证高温超导储能电感作为重接型电磁推进脉冲电源的可行性,采用Ansoft Maxwell 3D建立了重接型电磁推进器瞬态仿真模型,脉冲电源的设计结合了多模块储能电感串联充电和并联放电的模式,电路中采用转换电容器限制断路开关工作过程中的高电压。电感和电容参数都对最佳触发放电位置有一定的影响,即对驱动线圈电流脉冲的上升沿时间有影响。因为驱动线圈建立磁场的速度决定抛体感应出的涡流大小,抛体受到的驱动力与驱动线圈磁场大小和磁场建立的速度都有关。在多级推进系统的参数设计时,除了减小触发放电位置外,还需适当地减小驱动线圈的电感和减小转换电容的参数。

摘要：为了避免传统一体化驱动结构在运行过程中容易出现骨架断裂失效等不稳定现象.本文根据典型一体化驱动结构在运行过程中的应力应变,结合加速实验后出现内壁裂痕的一体化驱动结构的耐压放电测试,分析确定一体化驱动结构存在的不稳定因素,初步设计了一种轴径双向分离式模块化的新型驱动结构,对新结构在运行过程中的电磁及结构响应等展开有限元仿真分析.在相同激励条件下,新型驱动结构内壁上的应力应变远小于一体化结构,同时一体化驱动结构的内壁上的最大形变约为10-2m量级,而新型驱动结构在运行过程中内壁上的最大形变降低至10-5—10-6m量级.结果表明新结构能够在保证推进性能的前提下,降低内壁和相间隔板的应力应变及变形程度,提高了结构的可靠性,能够为电磁线圈驱动结构的设计优化提供一定参考和借鉴.

摘要：针对目前高速滑撬系统滑块磨损严重、撬体振动剧烈、测试成本高、实验周期长的问题,提出一种适用于高速滑撬平台的电动悬浮和电磁推进系统。采用数值计算方法建立系统的仿真模型,对系统的悬浮和推进特性进行分析。仿真分析结果表明,系统最大浮重比是电磁吸力型(EMS)悬浮系统的11倍,推进系统需要撬体携带的重量仅占整个撬体质量的4.2%,具有很高的有效载荷。文中所提出的系统较传统的采用滑块支撑、火箭发动机作为动力的高速滑撬系统具有明显优势。

摘要：在"T"字型双边直线电机原型推进器的基础上,提出感应电磁推进器初级绕组电磁"U"字型结构,并分别采用串联和并联的供电方式为驱动线圈供电;由于双边型推进器属于开放式,漏磁较大,因此在双边型的基础上加以改进,提出"U"字型半封闭式推进器模型;在保持励磁线圈材料、感应线圈材料与质量不变的前提下,研究了感应线圈形状以及其供电方式与电磁推进器的推进速度、推进效率、推进稳定性等性能指标的关系;分析结果表明:"U"字型推进器发射性能整体优于"T"字型推进器;串联供电方式优于并联方式。

摘要：介绍了一种新型六极轨道电磁发射器,利用环向磁场和正交环向电流相互作用产生轴向加速力。在不需要屏蔽线圈或屏蔽材料的情况下,六极轨道电磁发射器可解决磁屏蔽问题。基于理论计算和有限元验证,对发射器的推进力和磁屏蔽进行了分析。数值仿真结果表明,六极轨道电磁发射器有巨大的轴向加速度力和产生磁屏蔽的效果。

摘要：对同步感应电磁推进系统进行了理论分析并建立了单级系统的电路模型,直接建立了电枢制造材料的基本物理参数与电枢感应涡流之间的联系。通过有限元仿真软件模拟比较了不同材质的电枢对电枢受力及电枢加速速度的影响,计算了不同材质电枢对整体系统能量转化效率的影响。结果表明:电枢制造材料的选择将影响电枢的受力方式、整体系统的能量转化率及有效加速载荷的质量,铝制材料在几种电枢制造材料中表现最优。以上分析可为同步感应型电磁推进系统的电枢设计提供参考。

摘要：为研究异步电磁推进器驱动线圈对动子的驱动和悬浮作用,将一个U型结构设为一个驱动线圈组,建立了一种W型电磁推进器。通过改变驱动线圈组数和结构尺寸改变其竖直长度和水平长度,研究驱动线圈各部分结构对推进的影响。研究发现:在体积相同的情况下,内扣式与外翻式推进器相比,外翻式推进器由于水平绕组的有效长度长,悬浮力高于内扣式;内扣式推进器的磁路紧凑且漏磁小,推力与动子出口速度大;驱动线圈组数增加,或宽度降低,会导致动子出口速度降低,但有助于增强推进稳定性,三相电流峰值以及电容容量均有所降低,且推力平稳;但宽度过低会增加驱动线圈自身耦合,推力振荡加剧,动子加速度骤减。

摘要：当今,以商业为目的的卫星发射、星际探测逐年增加,降低发射成本问题也越来越被关注起来。电磁推进系统的总体设计思想就是采用直线电磁加速器使火箭等运载工具在点火发射前得到一个初始速度,从而达到节省推进剂,进而节约发射成本的目的,而且随着载荷速度的提高,总体的发射成本也将大幅度降低,对于该项技术的技术指标也可以比较宽:几百米/秒到几千米/秒。直线电磁加速器的种类选择是由载荷的质量和发射速度共同确定的,若为小质量载荷且要求发射速度较高时,则采用线圈式电磁发射器或是重接式电磁发射器,因为这两种发射器在工作过程中载荷具有自稳性,省去了磁悬浮装置,缺点是载荷所受力波动较大。若载荷质量较大且发射速度较低时,则采用大推力直线电机作为直线电磁推进器。因为速度比较低,所以可以不用磁悬浮装置,该种方式的优点是:载荷质量可以很大,载荷受力比较均匀等。

摘要：为了使重接型线圈推进器获得较大的出口速度和较高的能量转化效率,需要对其触发放电位置和脉冲电流波形进行优化设计。首先从物理机理上解释了推进过程,然后根据电路方程分析了推进效率,最后采用电磁场有限元仿真分析了不同触发放电位置对重接型线圈推进器加速力、出口速度和推进效率的影响。仿真结果表明,存在一个最佳的触发放电发位置,使得抛体能够在较大范围内获得较大的加速力,从而获得最大出口速度。同时分析发现,重接型线圈推进器在发射过程中存在减速制动力,最大出口速度并不一定对应最大推进效率。在多级重接型线圈推进器的设计中,随着各级抛体入口速度的增大,触发放电位置需要相应优化,同时使驱动线圈中脉冲电流波形与互感梯度变化曲线匹配,才能获得最大的推进效率。

摘要：为了探索高温超导储能用于线圈型同步感应电磁推进脉冲电源的可行性，研究了超导电感和电容混合型meat-grinder脉冲电源电路。设计并研制了一个小型的高温超导储能脉冲变压器，提出了高温超导储能脉冲变压器使用meat-grinder电路拓扑结构的脉冲成形方案，并以3个电感线圈作模拟同步感应电磁推进系统负载，进行了仿真分析和实验验证。在77K和储能电流96A的情况下，实验得到了2．35～3．04kA的电流脉冲输出，并有望在20K温度下满足线圈型电磁推进的应用要求。结果表明，提出的脉冲电源模式是可行的。因负载电流脉冲受负载阻抗影响较大，在实际电磁推进应用中，需要减小线路电阻和常导电感的内阻。