多相空心脉冲发电机系统研究

摘要

电磁轨道炮由于其相比于常规武器突出的优点，逐渐成为人类武器技术研究的新方向。电磁轨道炮系统的研究重点为电源系统，经过研究对比得出结论：基于惯性储能的补偿脉冲发电机是电磁轨道炮系统中电源系统的首选，其具有高功率、高储能密度、小型化等优点。本文研究的就是脉冲发电机的一种：空心脉冲发电机。
　　本文首先回顾了电磁轨道炮与脉冲发电机的发展历程，简述了国内外研究现状，分析了空心脉冲发电机的工作原理，并结合电机学基本知识推导出奇数相数空心脉冲发电机的数学模型通项公式，介绍了电磁轨道炮负载和Saber仿真软件。其次，以七相空心脉冲发电机为例，介绍了发电机系统组成，建立了系统各个模块的物理和数学模型，推导出了各个模块所满足的数学解析方程，并将解析结果与仿真结果进行对比，在七相电机分析的基础上使用同样的模型和方法推导出相数为n时励磁阶段各个模块满足的数学方程通项公式。然后，在求得的各个模块数学解析方程的基础上，结合仿真结果对系统各个模块开关器件的最大电流、最大反压等参数进行分析，用于后期开关器件选型。最后，结合已推导的公式和仿真结果，对比了不同相数电机的各项性能，最终经过对比得出结论：对于电磁轨道炮电源，奇数相电机中七相电机的方案最合适。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要工作及章节安排

2 空心脉冲发电机系统理论基础

2.1 空心脉冲发电机工作原理

2.2 空心脉冲发电机数学模型

2.3 电磁轨道炮负载介绍

2.4 仿真软件介绍

2.5 本章小结

3 空心脉冲发电机系统建模分析

3.1空心脉冲发电机系统组成

3.2起励模块分析

3.3自励整流模块分析

3.4放电整流模块分析

3.5本章小结

4 系统开关器件分析

4.1起励模块晶闸管分析

4.2自励整流模块晶闸管分析

4.3续流二极管分析

4.4 本章小结

5 不同相数空心电机性能对比

5.1 放电性能对比

5.2 励磁性能对比

5.3 本章小结

6 全文总结与展望

致谢

参考文献