摘要：输出高电压等级的同时,为实现tesla变压器的小型化、轻量化设计,研究了0.5 MPa SF_(6)气体环境中支撑绝缘子沿面闪络特性与表面电场的关系,利用有限元法建立了tesla变压器的电场仿真模型,结合实验研究分析了支撑绝缘子沿面闪络过程,阐明了tesla变压器关键绝缘部件的场等效实验方法和结论,根据上述分析优化支撑绝缘子结构。优化后的支撑绝缘子凹侧沿面电场最大值下降约81.5%,切向电场强度平均值降低约10.3%,法向电场强度平均值降低约30%,沿面距离增长11.8%,电场不均系数从5.03下降为1.20,电场分布改善明显,预计可以耐受1 MV负极性微秒脉冲电压。

摘要：介绍了tesla变压器与Blumlein线一体化装置的基本原理,设计了tesla变压器及Blumlein线的参数。对装置中绝缘薄弱点进行了电场分析,结果表明:Blumlein线结构设计满足变压器油中绝缘的要求,可以保证装置安全稳定运行。最后对整个装置进行了全电路模拟,模拟结果表明:形成线充电电压可达1.37MV,此时,50Ω上可得到脉冲电压的辐值约为1.4 MV,脉宽约为40 ns,满足设计要求。

摘要：脉冲变压器与陡化开关结合的方式是产生纳秒脉冲较为成熟的方式,采用这种方式,研制了一种基于空芯tesla变压器和陡化开关的紧凑高压重复频率纳秒脉冲源。该脉冲源主要由重复频率充电模块、tesla变压器和陡化开关三部分组成,重复频率充电模块主要通过晶闸管的时序配合实现,tesla变压器为脉冲源装置系统的核心及主升压模块,陡化开关是一个三电极自击穿型气体开关,用于将变压器次级输出的电压陡化成纳秒快脉冲波形,对该重复频率脉冲源以上各部分进行了详细的设计和测试。实验结果表明,该脉冲源可以在6kΩ的负载电阻上输出幅值100kV、上升沿约为30ns、最高频率可达500Hz的高压纳秒脉冲。

摘要：带有开口铁心的tesla变压器与成形线一体化,使tesla变压器的耦合系数>0.9。根据tesla变压器电路模型,得出了输出电压、电流的解析表达式。在此基础上分析了失谐系数、耦合系数等参数与输出电压、能量传递效率之间的关系。指出在工程设计中,应更多时候注意在失谐系数>1时来设计tesla变压器的能量传输效率,并且应尽可能的提高耦合系数。

摘要：介绍了紧凑型tesla变压器的工作原理和功能特点,在此基础上对电压1.0 MV、重复频率100Hz的tesla变压器和阻抗40Ω、宽度40 ns的脉冲形成线(PFL)进行了一体化结构设计。用tesla变压器的两个同轴开环铁芯作为PFL的内外导体,将传统的形成线结合在tesla变压器中,从而脉冲发生装置具备了体积小、效率高、性能稳定等特点。设计的紧凑型tesla变压器在CHP01电子束加速器上实现了对600 pF的PFL单次充电电压达到1.3 MV、重复频率100 Hz、平均电压1.15 MV的技术指标,该变压器在其额定电压和频率下的连续运行时间达到5 s以上。

摘要：提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器,该发生器的螺旋型形成线包含有磁性材料构成的内导体棒和外屏蔽。形成线通过内置的高耦合tesla变压器充电,变压器的初级线圈紧靠外磁芯导体,次级线圈位于螺旋中筒和外筒之间。对这种结构的螺旋线进行了特征参数的理论计算和波传输数值模拟,并进行了简单的原理验证实验。实验结果表明:这种设计是合理的、可行的。

摘要：为实现2×5GW级双路输出超宽谱高功率微波驱动源的小型化,选择研制了一种与双筒脉冲形成线(Blumlein线)相配一体化的带有开路磁芯的tesla变压器,作为初级脉冲功率源。进行了tesla变压器的理论分析,利用简化的磁路模型研究了tesla变压器初次级线圈电感等电参数的估算方法,给出了tesla变压器磁芯截面的估算和磁芯制作方法。该tesla变压器最大输出电压880kV,充电时间约20μs,耦合系数约0.95,实验结果与理论设计相符。

摘要：对具有不闭合磁芯的tesla变压器磁路进行了研究,计算了tesla变压器磁路中磁力线分布以及各处磁感应强度分布,结果表明:在磁芯所在位置,磁力线主要集中在磁芯内部;在内外筒磁芯之间,磁力线主要分布在初次级线圈以外磁芯两端之间的空隙中。实际的tesla变压器漏磁较小,分析了在没有漏磁的理想情况下tesla变压器不闭合磁芯对初、次级线圈电感的影响,并给出了初、次级线圈电感的估算公式,利用估计公式得出的结果与实际测量对比,误差范围在15%以内,该公式在tesla变压器设计和参数估算时不失为一种简便易行的处理方法。

摘要：tesla变压器在高功率脉冲电源中占有重要地位,其次级绕组是机械故障损坏的主要部位。为了研究次级绕组充电过程中所受动态电磁力以及绕组机械故障机理,建立了有限元模型与集总电路相结合的绕组受力仿真模型。先使用COMSOL有限元分析软件提取tesla变压器的分布参数,构建求解集总参数电路得到次级线圈的电位电流分布,然后将电流分布赋给有限元模型中的次级线圈作为磁场场源,计算磁场以及电磁力分布。仿真结果验证了平行于锥形线圈母线上的电磁力分量是引起绕组线圈错位的主要原因,且错位力的分布集中在两端,垂直于线圈母线上的压紧力有抵抗绕组变形的能力,在同样卷绕力下大径端的压紧力最小,是整个绕组受力的薄弱点,与实际统计结果大径端处故障频率高一致。在tesla变压器的设计中应着重考虑加强次级绕组大径端处的机械强度。

摘要：采用所设计的紧凑tesla变压器型重频调制器,对tesla变压器子系统和调制器系统在单脉冲和重频两种模式下分别进行了实验研究,并对实验结果进行了分析讨论,结果表明:单脉冲和重频(50 Hz)两种模式下,tesla变压器给形成线充电的峰值电压分别可达380 kV和300 kV,且变压器充电稳定性能高;通过调整气体火花隙主开关的电极间距和工作气压,在调制器单脉冲运行中得到最高输出电压330 kV,脉宽7 ns,上升沿2 ns;在重复频率不超过40 Hz、调制器重频运行小于或等于300个脉冲数时,不需施加冷却系统和吹气系统,大大减小装置的体积和质量;在300个脉冲数以内,随着脉冲数目增加,调制器输出电压的平均值下降,输出电压的不稳定度变小,输出电压下降度增加,并在脉冲数达到50个以上时趋于稳定;随着重复频率增高,调制器输出电压的不稳定度增加,重复频率上升到40 Hz以上时,输出电压的平均值下降较大;调制器重复频率40 Hz下稳定运行输出300个脉冲,输出电压310 kV,电压不稳定度为6%,电压下降度为6%。