电磁轨道炮脉冲电源设计

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1、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：0.5H/m2电源模块参数单模块储存能量：50kJ电容量：592F电容器充电电压：13kV模块数：1010个模块放电电路图3电流波形的影响3.1计算条件1）轨道炮中固体电枢所受的电流驱动力：其中，是轨道单位长度电感（电感梯度）；I为驱动电流。2）加速度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0.5H/m计算，轨道总电感为1H。计算时按时间顺序投入轨道电感。考虑导轨电感在1ms内逐渐放入，整个导

2、轨电感为1uH，分成10段，每段0.1uH，投入时间顺序为：分段序号12345678910投入时间(ms)0.150.30.450.550.650.750.820.880.921.003.2单模块放电电流单模块放电电流波形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2345678910时间(s)20406080120200320380500设吸能电阻R取30m，得方波波形吸能电阻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)3020-1.8667.61.961.56轨道上的方波电流波形弹丸在膛内的速度变化

3、2)同时触发形成尖顶电流吸能电阻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)3020-1.7696.52.371.1270轨道上的尖顶电流波形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0.5H时的波形和速度的变化: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)3020<-2kV102.62.501.13<70导轨电感为0.5H时的尖顶波电流波形可见导轨

4、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)3020-1.94kV87.92.231.1868.7设电容器的充电电压为19kV，则C＝277uF，同时触发条件下：顺序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)3020<2kV67.61.951.58<70电容器充电电压为19kV时的方波电流波形5）结论电感越小，放电电流越大，可获得的速

5、度越高。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。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。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。谢谢!