用于磁重联装置的冲击大电流发生器技术研究

摘要

冲击大电流是脉冲功率技术研究的主要内容,其广泛应用于国防、科研、工业生产等诸多方面,世界各国的高校和研究机构都在积极探索,尝试不同方法,以追求更高的电流幅值,更短的上升时间,更高的瞬时功率。
　　磁力线重联是空间等离子体中重要的物理过程之一。磁场重联过程伴随着磁力线的断开和重新连接,能够导致磁力线拓扑形状的改变,提供了一种将磁能快速转化为等离子体动能和热能的有效机制。实验室中的等离子体参数及边界条件能够比较容易地被控制和改变,诊断过程也相对比较容易,因此实验室中的磁场重联模拟能够更直接和详细地理解磁场重联的物理机制。
　　本文对用于磁重联装置的冲击大电流系统进行了研究,详细阐述了此系统在磁重联研究装置中的作用,并针对所要求的指标进行了系统设计。系统中的3个关键部分分别为:开关、空芯变压器、恒流充电电源。开关选用的是普通晶闸管,采用强触发方式,以增强其开通能力;空芯变压器的作用是变换电流,降低系统对开关电流上升率的要求,本文中对制作的空芯变压器进行了测试,设计变比为4,实际变比为3.73,可以有效的降低流过开关的电流;恒流充电电源用来给高压电容器充电,本文中比较了各种充电方式的优缺点,最终采用LC串联谐振的拓扑结构,并在实验室现有条件下搭建实验平台进行了测试,达到了预期的效果。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究的现状

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的特色之处

2 系统设计

2.1 总体设计

2.2 主开关

2.3 空芯变压器

2.4 电容器充电系统

3 空芯变压器设计

3.1 空芯变压器的理论和仿真分析

3.2 带绕式空芯变压器的设计、制作

3.3 空芯变压器的制作

4 串联谐振电容器充电电源研制

4.1 串联谐振电容器充电电源的理论分析

4.2 串联谐振电容器充电电源仿真分析

4.3 串联谐振电容器充电电源的详细设计

5 实验结果与分析

5.1 空芯变压器的实验结果与分析

5.2 恒流充电电源的实验结果

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附 录 附 图