电磁轨道炮脉冲电源设计PPT课件

最高 反峰电压
(kV)
剩余电流 出膛速度 时间 (kA) (km/s) (ms)
最高 电流峰值
(kA)
30 20
-1.76
96.5 2.37 1.12
70
700 [kA] 600
500
400
300
200
100
0
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
[ms] 1.5
(f ile b37.pl4; x-v ar t) c:TOTLE -
电磁轨道炮脉冲电源 及炮体设计
1 炮体技术参数
轨道长度：2m 弹丸质量：15g 电感梯度：0.5H/m
2 电源模块参数
K1 C1
L1 R1
D1
LOAD
单模块储存能量：50kJ 电容量：592F 电容器充电电压：13kV 模块数：10
10个模块放电电路图
3 电流波形的影响
3.1 计算条件
if
vf
充电电源原理图
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
21
谢谢大家
30
20
-1.94kV
87.9
2.23
1.18
68.7
顺序触发条件下
吸能电阻 R(m)
30
电感 L(H)
20
最高反峰 电压(kV)
<2kV
剩余电流 (kA)
67.6
出膛速度 (km/s)
1.95
时间 (ms)
1.58
最高电流 峰值(kA)
<70
500 [kA]
400
300
200
100
0
0.0
0.2
吸能 电阻 R(m)
30
电感 L(H)
20
最高反峰 剩余电流 出膛速度
电压(kV)
(kA)
(km/s)
<-2kV
102.6
2.50
时间 (ms)
1.13
最高电流 峰值(kA)
<70
700 [kA] 600
500
400
300
200
100
0
0.0
0.3
0.6
0.9
1.2
[ms] 1.5
(f ile b38.pl4; x-v ar t) c:TOTLE -
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
22
设吸能电阻R取30m，得方波波形
吸能电阻 R(m)
30
电感 L(H)
20
最高反峰电压 (kV)
-1.86
剩余电流 (kA)
67.6
出膛速度 (km/s)
1.96
时间 (ms)
1.56
500 [kA]
400
300
200
100
0
0.0
0.2
(file b35.pl4; x-var t) c:TOTLE -
4. 要获得>2km/s的速度，电流峰值要>400kA，并 保持尽可能长的恒定加速度。
.
.
Vin
. Q1
Q4
Cr A
iL
r
. CT Lr B
T. .
. R1 R2
放ຫໍສະໝຸດ Baidu
. ..
电分
.
. .
D1
保压 护器
.电
.路 .
.
. .
. . C1 C2
C10
. Q2
Q3
驱动及 放大电路
保护电路
泄能保护 支路
控制电路
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
轨道上的方波电流波形
1.4
[ms]
1.6
速度(m/s)
2000 1800 1600 1400 1200 1000
800 600 400 200
0 0
0.0005
0.001
时间(s)
弹丸在膛内的速度变化
0.0015
2) 同时触发形成尖顶电流
吸能 电阻
R(m)
电感 L(H)
60
50
40
30
20
10
0
0
1
2
3
(file discharge(single).pl4; x-var t) c:XS1 -ROLD
单模块放电电流波形
4
[ms] 5
•3.3 多模块触发控制方式的影响
1）顺序触发形成方波电流
开关序号 2 时间(s) 20
345
6
7
8
9 10
40 60 80 120 200 320 380 500
考虑导轨电感在1ms内逐渐放入，整个导轨电感为 1uH，分成10段，每段0.1uH，投入时间顺序为：
分段
序号 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
投入 时间 0.15 0.3 0.45 0.55 0.65 0.75 0.82 0.88 0.92 1.00 (ms)
•3.2 单模块放电电流
80 [kA] 70
轨道上的尖顶电流波形
2500
2000
速 度 (m/s)
1500
1000
500
0
0
0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012
时 间 (s)
尖顶电流波时弹丸的速度变化
3)导轨电感的影响 放电电感的投入时间对波形的影响很小，出膛速度
只是略有降低。 尖顶波时导轨电感为0.5H时的波形和速度的变化:
1）轨道炮中固体电枢所受的电流驱动力：
F 1 LI 2 2
其中，L是轨道单位长度电感（电感梯度）；I为驱 动电流。
2）加速度
aFm12LI2/m
提高速度的有效措施是增大轨道中通过的电流。
3）单回路放电电流峰值
ImUC/L2W/L
单回路电流峰值仅与电容器能量相关。
4）轨道电感的投入方式
按电感梯度0.5H/m计算，轨道总电感为1H。计算 时按时间顺序投入轨道电感。
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4 [ms] 1.6
(f ile b40.pl4; x-v ar t) c:TOTLE -
电容器充电电压为19kV时的方波电流波形
5）结论
1. 电感越小，放电电流越大，可获得的速度越高。
2. 吸能电阻越小，其消耗的电能会越小，弹丸可能 获得的速度越大。
3. 吸能电阻包括二极管电阻，不可能做得很小。因 此要求二极管的电阻不可太大。
导轨电感为0.5H时的尖顶波电流波形
可见导轨电感的变化在同步触发的情况下，对波形和速度的影 响很小。
4）电容器充电电压的影响
设电容器的充电电压为19kV，则C＝277uF，同时触发条件下：
吸能电阻 R(m)
电感 L(H)
最高反峰 电压(kV)
剩余电流 (kA)
出膛速度 (km/s)
时间 (ms)
最高电流 峰值(kA)