基于桥式驱动电路的磁阻型电磁发射器仿真与实验 被引量：3

1

作者 赵嘉琦 李海涛 +2 位作者 吴亚楠 赵博 孔令硕 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1348-1355,共8页

在磁阻型线圈电磁发射器中,驱动线圈的剩余电流会影响抛体的发射效率。将磁阻型线圈电磁发射器驱动电路中的电容器用桥式电容电路替代,通过桥式电容电路能够快速降低发射器中驱动线圈的剩余电流,避免抛体在运动时受到反向的回吸力。该... 在磁阻型线圈电磁发射器中,驱动线圈的剩余电流会影响抛体的发射效率。将磁阻型线圈电磁发射器驱动电路中的电容器用桥式电容电路替代,通过桥式电容电路能够快速降低发射器中驱动线圈的剩余电流,避免抛体在运动时受到反向的回吸力。该文介绍了桥式驱动电路在磁阻型线圈电磁发射器中的工作原理,通过仿真与实验对比分析磁阻型线圈电磁发射器在传统驱动电路与桥式驱动电路中的发射性能。实验和仿真的结果表明:采用桥式驱动电路后,磁阻型线圈电磁发射器的效率得到了提高,剩余电流的能量回收到电容器降低了系统能量的损耗。仿真和实验结果的规律具有一致性,验证桥式驱动电路在磁阻型线圈电磁发射器的可行性,为解决驱动线圈剩余电流及反向力的抑制提供了参考。 展开更多

关键词 磁阻型线圈电磁发射器 桥式电路 剩余电流 能量回收 发射性能

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基于电容吸收拓扑电路的新型磁阻线圈发射器

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作者 黄滔 董家杭 +2 位作者 殷诣康 张亚东 孙志强 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期12-19,共8页

磁阻线圈发射器具有出口速度一致性好、可靠性高和能源清洁等优点。但是现有磁阻线圈发射器普遍效率较低,限制了其工程应用。为提高发射效率,提出一种基于电容吸收拓扑电路的新型磁阻线圈发射器方案。首先建立了传统二级磁阻式发射器的... 磁阻线圈发射器具有出口速度一致性好、可靠性高和能源清洁等优点。但是现有磁阻线圈发射器普遍效率较低,限制了其工程应用。为提高发射效率,提出一种基于电容吸收拓扑电路的新型磁阻线圈发射器方案。首先建立了传统二级磁阻式发射器的模型,采用有限元软件进行了仿真计算。结果显示,在电枢经过线圈中心后,驱动线圈中剩余电流产生的磁场会使电枢受到反向电枢拖拽力而减速。针对上述问题,提出一种新型的基于电容吸收拓扑电路的能量回收方案,分析了各阶段的放电特性。计算结果表明:与传统放电电路相比,新型放电电路可以使驱动线圈的剩余电流被电容器吸收实现快速衰减,电枢出口速度由21.46 m/s提高至26.19 m/s,效率由14.50%提高至21.59%。新型放电电路能够对电枢加速后的剩余能量进行回收,明显减小电枢拖拽力,提高了发射速度与能量回收效率。 展开更多

关键词 磁阻型线圈发射器 电容吸收 能量回收 电枢拖拽力 拓扑电路

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磁阻型电磁发射器剩余能量回收电路的仿真与实验

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作者 张鹏 李海涛 +1 位作者 孔令硕 胡长勇 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第10期128-134,共7页

对于传统磁阻型电磁发射器,驱动线圈中的剩余电流会对弹丸产生反向电磁力,这会直接影响弹丸出口速度和发射效率。针对这一问题,提出了一种具有剩余能量回收功能的磁阻型电磁发射器驱动电路。通过在电容放电支路设置调节电感,使放电完成... 对于传统磁阻型电磁发射器,驱动线圈中的剩余电流会对弹丸产生反向电磁力,这会直接影响弹丸出口速度和发射效率。针对这一问题,提出了一种具有剩余能量回收功能的磁阻型电磁发射器驱动电路。通过在电容放电支路设置调节电感,使放电完成后的电容产生反向电压,对晶闸管施加逆流脉冲使其自然关断,以切换电流流通路径来实现驱动线圈中剩余能量到电容器中的转移。回收的能量被储存在电容器中,可作为磁阻型电磁发射器下一个工作周期的初始储能,减少了电容预充电时间。对提出的剩余能量回收电路的工作原理进行了介绍,并与传统电路进行了仿真与实验对比。仿真与实验结果表明:此电路可以迅速回收驱动线圈中的剩余能量,减少了能量损耗,消除了反向电磁力,提高了弹丸出口速度与发射效率。 展开更多

关键词 磁阻型电磁发射器 能量回收 发射效率 电容脉冲电路

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多级磁阻型发射器余能回收利用的仿真与实验

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作者 孔令硕 李海涛 +2 位作者 胡长勇 张鹏 李晨朝 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第8期120-126,136,共8页

发射效率是磁阻型电磁发射器的重要性能指标。在传统的磁阻发射模式下,驱动线圈中的剩余电流会产生反向电磁力,从而降低抛体速度,影响系统的发射效率。针对该问题,提出了一种并联充电的剩余能量回收利用模式驱动电路。该模式使用一个脉... 发射效率是磁阻型电磁发射器的重要性能指标。在传统的磁阻发射模式下,驱动线圈中的剩余电流会产生反向电磁力,从而降低抛体速度,影响系统的发射效率。针对该问题,提出了一种并联充电的剩余能量回收利用模式驱动电路。该模式使用一个脉冲电源为前三级电容并联充电,通过最后一级电容回收前几级的剩余能量,有效抑制了前几级发射过程中的反向力,并且剩余能量在最后一级得到重新利用。以四级磁阻型发射器为例,详细阐述了驱动电路的工作原理,并通过有限元仿真验证其可行性。搭建了四级发射的试验平台,在两种不同的工作电压下对该模式进行实验验证,实验结果与仿真结果基本吻合。实验与仿真结果均表明,该模式能够有效提高多级磁阻型电磁发射器的发射效率。利用有限元软件对仿真模型的电容参数进行优化,进一步提高了系统的发射效率。 展开更多

关键词 磁阻型电磁发射器 电路改进 剩余能量回收 多级发射

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线圈型电磁发射器磁场构型的设计与分析 被引量：9

5

作者 朱英伟 李海涛 +2 位作者 严仲明 付磊 王豫 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期464-468,共5页

在线圈型电磁发射器的设计中,驱动线圈磁场构型的设计是基础和关键问题。提出磁场构型的概念和设计准则,推导出线圈型电磁发射模型的加速力表达式,通过有限元方法仿真分析了不同厚长比矩形截面螺线管线圈的磁场形态,考虑驱动线圈与抛体... 在线圈型电磁发射器的设计中,驱动线圈磁场构型的设计是基础和关键问题。提出磁场构型的概念和设计准则,推导出线圈型电磁发射模型的加速力表达式,通过有限元方法仿真分析了不同厚长比矩形截面螺线管线圈的磁场形态,考虑驱动线圈与抛体之间的互感及作用力随位置变化的趋势,比较不同截面形状螺线管线圈的磁场构型,同时计算截面形状对作用力的影响。结果表明,在静磁场中,相同截面安匝电流的情况下,驱动线圈采用正方形截面螺线管,能够对抛体产生较大的电磁力。 展开更多

关键词 电磁学 线圈型电磁发射器 磁场构型 互感梯度 有限元方法

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三级磁阻型线圈发射器工作过程仿真研究 被引量：4

6

作者 孟学平 雷彬 +2 位作者 李治源 赵科义 李耀龙 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期157-159,164,共4页

为提高弹丸发射速度,需要利用多个驱动线圈对弹丸的连续加速。对三级磁阻型线圈发射器进行了理论分析,利用Ansoft有限元分析软件仿真研究了其工作过程,重点分析了触发位置对三级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。仿真分析表明,触发位置... 为提高弹丸发射速度,需要利用多个驱动线圈对弹丸的连续加速。对三级磁阻型线圈发射器进行了理论分析,利用Ansoft有限元分析软件仿真研究了其工作过程,重点分析了触发位置对三级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。仿真分析表明,触发位置对三级磁阻型线圈发射器的发射性能影响较大,每一级驱动线圈都存在最佳触发位置,使弹丸出口速度及能量转换效率达到最大。研究成果将为后续多级磁阻型线圈发射器的设计与试验提供参考。 展开更多

关键词 三级磁阻型线圈发射器 ANSOFT 弹丸出口速度 触发位置 能量转换效率

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磁阻型线圈发射器弹丸速度与截面积关系 被引量：7

7

作者 崔鹏 刘少克 《兵工自动化》 2006年第12期39-41,共3页

基于电磁感应原理,弹丸受到的电磁力与磁场强度平方和弹丸截面积成正比,而弹丸所获加速度与弹丸截面积无关,只与弹丸材料密度和长度有关。以此建立由线圈,弹丸和套筒所组成的磁阻型线圈发射器实验系统,并利用Maxwell有限元软件分析发射... 基于电磁感应原理,弹丸受到的电磁力与磁场强度平方和弹丸截面积成正比,而弹丸所获加速度与弹丸截面积无关,只与弹丸材料密度和长度有关。以此建立由线圈,弹丸和套筒所组成的磁阻型线圈发射器实验系统,并利用Maxwell有限元软件分析发射器弹丸受力,得出相关仿真曲线。结果和实验数据表明该理论分析可行。 展开更多

关键词 电磁感应原理 磁阻线圈发射器 电磁力 速度 MAXWELL

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线圈型电磁发射器的一种屏蔽方案 被引量：1

8

作者 侯炎磐 刘振祥 +1 位作者 杨栋 蒋雅琴 《四川兵工学报》 CAS 2013年第4期56-59,共4页

从磁路的观点出发,分析了封装材料的导磁和导电特性对发射性能的影响,并分析了铁氧体的特性和作为封装材料的可行性与优越性。基于Ansoft电磁场有限元分析软件,建立了线圈型电磁发射器模型,研究了炮管的厚度与结构变化对线圈发射的影响... 从磁路的观点出发,分析了封装材料的导磁和导电特性对发射性能的影响,并分析了铁氧体的特性和作为封装材料的可行性与优越性。基于Ansoft电磁场有限元分析软件,建立了线圈型电磁发射器模型,研究了炮管的厚度与结构变化对线圈发射的影响。结果表明:在驱动线圈电流固定的前提下,增大炮管厚度可有效抑制电磁发射器工作时对外的电磁辐射,并可显著提高弹丸的出炮口速度;炮管采用实心封装结构要优于多层封装结构,初步实现了电磁发射过程的电磁屏蔽。 展开更多

关键词 电磁屏蔽 线圈型电磁发射器 动态仿真

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一种电磁线圈发射器磁场构型优化方法 被引量：2

9

作者 王小召 于存贵 沙赵明 《兵工自动化》 2018年第8期1-5,共5页

为提高发射效率,提出通过加装导磁构件改变磁场构型的新型驱动线圈结构。在分析驱动线圈磁场分布对发射器性能影响的基础上,优化驱动线圈磁场构型,分析导磁构件的结构参数对磁场构型的影响规律。结果表明:该方法能减小线圈磁场泄露和级... 为提高发射效率,提出通过加装导磁构件改变磁场构型的新型驱动线圈结构。在分析驱动线圈磁场分布对发射器性能影响的基础上,优化驱动线圈磁场构型,分析导磁构件的结构参数对磁场构型的影响规律。结果表明:该方法能减小线圈磁场泄露和级间耦合,增大线圈内部磁场轴向梯度和发射组件所受磁场力,提高电磁线圈发射器的能量转换效率,得出导磁构件结构参数的最优值。 展开更多

关键词 电磁线圈发射器 磁场构型 驱动线圈 导磁构件 线圈级间耦合

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线圈型电磁发射器反向电流分析及其对发射器系统的影响

10

作者 李翔城 刘振祥 +3 位作者 侯炎磐 杨丽佳 沈志 欧阳建明 《四川兵工学报》 CAS 2014年第2期59-62,共4页

线圈型电磁发射器利用驱动线圈和弹丸线圈的磁通耦合机制加速弹丸向前运动,磁通耦合的大小决定了弹丸的受力及其加速过程。然而高速运动的弹丸会造成其前部磁力线压缩,在驱动线圈内部产生与驱动电流方向相反的感应电流,抑制了电源的正... 线圈型电磁发射器利用驱动线圈和弹丸线圈的磁通耦合机制加速弹丸向前运动,磁通耦合的大小决定了弹丸的受力及其加速过程。然而高速运动的弹丸会造成其前部磁力线压缩,在驱动线圈内部产生与驱动电流方向相反的感应电流,抑制了电源的正常放电,导致发射器系统电流波形呈下滑趋势。针对该问题,从理论上导出了运动磁体周围环形电场分布方程,分析了运动磁体各项参数对感生电场的影响;运用有限元分析方法模拟了永磁体弹丸运动过程并利用钕铁硼柱体做了验证实验;运用线圈型电磁发射器实验平台测得了环形感应电流;通过分析不同电源电压条件下发射器系统电流分布提出了零电流输出模式的方案。 展开更多

关键词 反向电流 ZC模型 线圈型电磁发射器

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基于正交试验法的单级磁阻线圈发射器驱动线圈参数优化 被引量：4

11

作者 吴穹 王瑞林 向红军 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2017年第3期7-11,共5页

为了减少单级磁阻线圈发射器仿真过程中仿真试验的任务量,将正交试验法和仿真分析有机结合。正交试验法能够用少数组合搭配均衡表示全部试验,利用正交表设计驱动线圈参数优化仿真试验,从全部27组试验中选出具有代表性的9组进行有限元分... 为了减少单级磁阻线圈发射器仿真过程中仿真试验的任务量,将正交试验法和仿真分析有机结合。正交试验法能够用少数组合搭配均衡表示全部试验,利用正交表设计驱动线圈参数优化仿真试验,从全部27组试验中选出具有代表性的9组进行有限元分析,根据仿真结果选出最优的参数进行试验验证。结果表明:正交试验法可以应用于单级磁阻线圈发射器的仿真分析,仿真分析结果为今后的单级磁阻线圈发射器提供参考依据,也为多级磁阻型线圈发射器的仿真分析提供了新思路。 展开更多

关键词 电磁学 单级磁阻线圈发射器 有限元法 正交试验法 参数优化

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磁阻型线圈发射减速力研究 被引量：15

12

作者 朱英伟 严仲明 +2 位作者 谢晓芳 董亮 王豫 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2010年第2期62-66,共5页

磁阻型线圈发射对铁磁体弹丸有吸引力作用能够实现加速发射,本文通过对磁阻型线圈发射弹丸受力情况的理论分析和仿真计算,发现磁阻型线圈发射在弹丸高速度、驱动线圈强磁场的发射条件下会出现较强作用的涡流减速力,弹丸速度不会增加反... 磁阻型线圈发射对铁磁体弹丸有吸引力作用能够实现加速发射,本文通过对磁阻型线圈发射弹丸受力情况的理论分析和仿真计算,发现磁阻型线圈发射在弹丸高速度、驱动线圈强磁场的发射条件下会出现较强作用的涡流减速力,弹丸速度不会增加反而减小。文中提出减小铁磁弹丸的电导率和对弹丸进行开槽处理,仿真结果表明这两种方法可以有效地减弱涡流对磁阻型线圈发射弹丸减速力的影响。 展开更多

关键词 电磁发射器 磁阻型线圈发射 涡流减速力 ANSOFT MAXWELL

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弹丸形位参数对磁阻发射器性能影响研究 被引量：6

13

作者 孟学平 雷彬 +1 位作者 李治源 李耀龙 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2013年第3期15-19,共5页

在单级磁阻型线圈发射器的发射过程中,影响其发射性能的因素很多,重点研究弹丸形位参数对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。所研究的弹丸形位参数主要包括弹丸头部形状和弹丸初始触发位置。弹丸头部形状包括平头、锥形头和圆头三种... 在单级磁阻型线圈发射器的发射过程中,影响其发射性能的因素很多,重点研究弹丸形位参数对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响。所研究的弹丸形位参数主要包括弹丸头部形状和弹丸初始触发位置。弹丸头部形状包括平头、锥形头和圆头三种,弹丸初始触发位置主要用弹丸与驱动线圈的相对位置来表示。利用Ansoft有限元仿真软件进行了动态仿真,得到了较为理想的弹丸头部形状以及最佳的弹丸初始触发位置,同时进行了试验验证。仿真和试验结果为后续多级磁阻型线圈发射器的研究提供了指导。 展开更多

关键词 弹丸形位参数 单级磁阻型线圈发射器 弹丸头部形状 弹丸初始触发位置

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网孔矩阵法计算直线感应发射器的电感 被引量：3

14

作者 杨宝峰 李耀华 严陆光 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2775-2779,共5页

电感计算是预测、分析线圈型电磁发射器动态特性的基础。为此,介绍了网孔矩阵法计算线圈电感的基本步骤和方程式,以一台三相直线感应发射器为例,给出了初级电感、次级电感数组,绘制了初级与次级间的互感及互感梯度随空间位置变化的曲线... 电感计算是预测、分析线圈型电磁发射器动态特性的基础。为此,介绍了网孔矩阵法计算线圈电感的基本步骤和方程式,以一台三相直线感应发射器为例,给出了初级电感、次级电感数组,绘制了初级与次级间的互感及互感梯度随空间位置变化的曲线,对电感计算值与实验测量值进行了对比。结果表明,两者相对误差很小,网孔矩阵法完全可以满足工程计算需要,它是分析线圈型电磁发射器的有效手段,由它计算得到的互感及互感梯度空间曲线的描绘有利于深刻理解直线感应发射器的工作机理。 展开更多

关键词 直线感应发射器 电感计算 网孔矩阵法 线圈炮 电磁发射 圆筒型直线电机

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