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脉冲大电流汇流装置特性

赵莹 袁伟群 徐蓉 成文凭 车云龙 谢克瑜 严萍

赵莹, 袁伟群, 徐蓉, 等. 脉冲大电流汇流装置特性[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 055004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170411
引用本文: 赵莹, 袁伟群, 徐蓉, 等. 脉冲大电流汇流装置特性[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 055004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170411
Zhao Ying, Yuan Weiqun, Xu Rong, et al. Characteristics of the bus-bar of electromagnetic rail launcher[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 055004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170411
Citation: Zhao Ying, Yuan Weiqun, Xu Rong, et al. Characteristics of the bus-bar of electromagnetic rail launcher[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 055004. doi: 10.11884/HPLPB201830.170411

脉冲大电流汇流装置特性

doi: 10.11884/HPLPB201830.170411
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51237007

详细信息
    作者简介:

    赵莹(1979-),女,博士,副研究员,研究方向为脉冲功率技术;zhao_ying2001@mail.iee.ac.cn

  • 中图分类号: TM89

Characteristics of the bus-bar of electromagnetic rail launcher

  • 摘要: 针对脉冲大电流放电实验中汇流装置因极强后坐力导致与轨道连接件断裂等问题,从力学特性入手,研究了高通流能力、长寿命、可操作的汇流装置结构。大电流致使汇流装置受到极强后坐力,为了削弱后坐力的影响,对汇流装置与轨道夹角不同的情况进行了几何结构设计和仿真分析。通过受力分析、初速度计算,得到高可靠性、方便操作的汇流装置优化结构,并可在实验室中得到应用。
  • 图  1  汇流装置电流与轨道电流方向呈不同角度的示意图

    Figure  1.  Basic structures of bus-bar

    图  2  输入电流4 MA/100 Hz条件下,不同结构汇流装置所受后坐力

    Figure  2.  Recoil force of different structural bus-bar under 4 MA/100 Hz condition

    图  3  汇流装置(连接轨道)结构示意图

    Figure  3.  Basic structure of bus-bar and rails

    图  4  电磁力计算模型

    Figure  4.  Electromagnetic force calculation model

    图  5  汇流装置横向形变最大值时刻

    Figure  5.  Maximum horizontal displacement of bus-bar

    图  6  汇流装置单侧臂横向形变

    Figure  6.  Horizontal displacement of bus-bar

    图  7  后坐力作用曲线

    Figure  7.  Recoil curves

    图  8  螺纹圆柱销示意图

    Figure  8.  Schematic of threaded cylindrical pins

    表  1  汇流排各部件各自由度所受电磁力

    Table  1.   Electromagnetic force of various degrees of freedom of a bus

    No. Fx/kN Fy/kN Fz/kN No. Fx/kN Fy/kN Fz/kN No. Fx/kN Fy/kN Fz/kN No. Fx/kN Fy/kN Fz/kN
    1 12.45 -0.02 -2.6 13 87.44 1.27 75.57 25 -18.26 -0.65 40.88 37 288.96 -1031 -31.22
    2 -4.53 -0.13 -1.1 14 45.23 6.39 85.95 26 -47.30 4.78 35.76 38 -495.02 -1175.36 654.4
    3 24.53 -0.17 11.66 15 110.41 -0.3 85.55 27 -25.87 2.72 55.35 39 475.82 -1187.82 638.14
    4 0.77 -0.1 13.5 16 55.53 13.03 103.57 28 -61.57 4.78 45.72 40 -277.02 -1034.38 -35.48
    5 35.41 -1.07 24.26 17 123.23 -5.25 107.40 29 -34.38 3.91 70.56 41 284.98 1023.26 -35.41
    6 8.27 -0.22 27.68 18 67.77 -9.45 125.52 30 -75.15 7.88 58.95 42 -494.26 1186.74 652.02
    7 47.68 -1.47 35.3 19 4.57 -0.13 1.15 62 -44.71 10.79 86.19 43 489.50 1171.94 647.62
    8 17.27 0.59 41.17 20 -12.33 -0.05 -2.40 32 -86.36 0.63 77.11 44 -321.90 1022.4 -16.11
    9 60.95 0.74 46.52 21 -0.88 -0.21 13.48 33 -56.36 4.48 103.27 45 -18.36 -10028.2 45.35
    10 25.14 2.15 55.62 22 -24.47 0.63 11.60 34 -105.67 4.78 90.09 46 4.43 10028.2 29.81
    11 74.56 -0.09 59.5 23 -8.55 -1.33 27.77 35 -71.99 22.83 122.70
    12 35.49 0.38 69.55 24 -36.18 3.07 23.37 36 -126.64 -23.90 104.33
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-26
  • 修回日期:  2017-12-13
  • 刊出日期:  2018-05-15

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