電磁軌道炮脈沖電源設(shè)計(jì)

電磁軌道炮脈沖電源設(shè)計(jì)第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月1炮體技術(shù)參數(shù)軌道長度：2m彈丸質(zhì)量：15g電感梯度：0.5

H/m第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2電源模塊參數(shù)單模塊儲(chǔ)存能量：50kJ電容量：592

F電容器充電電壓：13kV模塊數(shù)：10第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月10個(gè)模塊放電電路圖第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3電流波形的影響3.1計(jì)算條件1）軌道炮中固體電樞所受的電流驅(qū)動(dòng)力：

其中，是軌道單位長度電感（電感梯度）；I為驅(qū)動(dòng)電流。第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2）加速度 提高速度的有效措施是增大軌道中通過的電流。3）單回路放電電流峰值

單回路電流峰值僅與電容器能量相關(guān)。

第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4）軌道電感的投入方式

按電感梯度0.5

H/m計(jì)算，軌道總電感為1

H。計(jì)算時(shí)按時(shí)間順序投入軌道電感?？紤]導(dǎo)軌電感在1ms內(nèi)逐漸放入，整個(gè)導(dǎo)軌電感為1uH，分成10段，每段0.1uH，投入時(shí)間順序?yàn)椋悍侄涡蛱?2345678910投入時(shí)間(ms)0.150.30.450.550.650.750.820.880.921.00第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2單模塊放電電流單模塊放電電流波形

第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3多模塊觸發(fā)控制方式的影響1）順序觸發(fā)形成方波電流

開關(guān)序號2345678910時(shí)間(

s)20406080120200320380500設(shè)吸能電阻R取30m

，得方波波形吸能電阻R(m

)電感L(

H)最高反峰電壓(kV)剩余電流(kA)出膛速度(km/s)時(shí)間(ms)3020-1.8667.61.961.56第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月軌道上的方波電流波形

第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月彈丸在膛內(nèi)的速度變化

第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2)同時(shí)觸發(fā)形成尖頂電流

吸能電阻R(m

)電感L(

H)最高反峰電壓(kV)剩余電流(kA)出膛速度(km/s)時(shí)間(ms)最高電流峰值(kA)3020-1.7696.52.371.1270第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月軌道上的尖頂電流波形

第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月尖頂電流波時(shí)彈丸的速度變化

第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3)導(dǎo)軌電感的影響

放電電感的投入時(shí)間對波形的影響很小，出膛速度只是略有降低。尖頂波時(shí)導(dǎo)軌電感為0.5

H時(shí)的波形和速度的變化:吸能電阻R(m

)電感L(

H)最高反峰電壓(kV)剩余電流(kA)出膛速度(km/s)時(shí)間(ms)最高電流峰值(kA)3020<-2kV102.62.501.13<70第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)軌電感為0.5

H時(shí)的尖頂波電流波形可見導(dǎo)軌電感的變化在同步觸發(fā)的情況下，對波形和速度的影響很小。第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4）電容器充電電壓的影響

吸能電阻R(m

)電感L(

H)最高反峰電壓(kV)剩余電流(kA)出膛速度(km/s)時(shí)間(ms)最高電流峰值(kA)3020-1.94kV87.92.231.1868.7設(shè)電容器的充電電壓為19kV，則C＝277uF，同時(shí)觸發(fā)條件下：順序觸發(fā)條件下吸能電阻R(m

)電感L(

H)最高反峰電壓(kV)剩余電流(kA)出膛速度(km/s)時(shí)間(ms)最高電流峰值(kA)3020<2kV67.61.951.58<70第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

電容器充電電壓為19kV時(shí)的方波電流波形

第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月5）結(jié)論電感越小，放電電流越大，可獲得的速度越高。吸能電阻越小，其消耗的電能會(huì)越小，彈丸可能獲得的速度越大。吸能電阻包括二極管電阻，不可能做得很小。因此要求二極管的電阻不可太大。要獲得>2km/s的速度，電流峰