电磁轨道炮脉冲电源设计

电磁轨道炮脉冲电源设计第1页，课件共21页，创作于2023年2月1炮体技术参数轨道长度：2m弹丸质量：15g电感梯度：0.5

H/m第2页，课件共21页，创作于2023年2月2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：10第3页，课件共21页，创作于2023年2月10个模块放电电路图第4页，课件共21页，创作于2023年2月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。第5页，课件共21页，创作于2023年2月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。

第6页，课件共21页，创作于2023年2月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)0.150.30.450.550.650.750.820.880.921.00第7页，课件共21页，创作于2023年2月3.2单模块放电电流单模块放电电流波形

第8页，课件共21页，创作于2023年2月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第9页，课件共21页，创作于2023年2月轨道上的方波电流波形

第10页，课件共21页，创作于2023年2月弹丸在膛内的速度变化

第11页，课件共21页，创作于2023年2月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第12页，课件共21页，创作于2023年2月轨道上的尖顶电流波形

第13页，课件共21页，创作于2023年2月尖顶电流波时弹丸的速度变化

第14页，课件共21页，创作于2023年2月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第15页，课件共21页，创作于2023年2月导轨电感为0.5

H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。第16页，课件共21页，创作于2023年2月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第17页，课件共21页，创作于2023年2月

电容器充电电压为19kV时的方波电流波形

第18页，课件共21页，创作于2023年2月5）结论电感越小，放电电流越大，可获得的速度越高。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