小型化脈沖電源模塊內(nèi)部電抗器的磁場(chǎng)及電磁力研究.pdf

1、脈沖功率源技術(shù)作為電磁發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)，具有高電壓、大電流、高功率、強(qiáng)脈沖的特點(diǎn)。脈沖電抗器在其中主要起到對(duì)放電電流的限流及調(diào)整脈沖寬度的作用。隨著脈沖功率源模塊小型化的要求越來越高，脈沖電抗器在放電過程中產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)大大制約了模塊小型化的發(fā)展要求。本文基于此應(yīng)用背景，對(duì)小型化模塊內(nèi)部脈沖電抗器周圍的磁場(chǎng)特征及電磁力進(jìn)行研究，主要做了以下幾項(xiàng)工作：
　　 首先介紹電磁場(chǎng)的基礎(chǔ)理論，將實(shí)際問題進(jìn)行抽象，引出針對(duì)模塊內(nèi)部脈沖電抗器工作

2、特性的工程計(jì)算法，并選取適合的邊界條件，建立脈沖電抗器磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，由脈沖電抗器的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算不同位置處三維脈沖磁場(chǎng)的大小。
　　 其次，由脈沖磁場(chǎng)的基本特點(diǎn)，經(jīng)過理想假設(shè)，從場(chǎng)、路兩個(gè)角度分別建模，在互感和磁場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)感應(yīng)導(dǎo)體在脈沖電抗器磁場(chǎng)中所受的電磁力，通過算例對(duì)電磁力主要規(guī)律進(jìn)行理論分析。
　　 然后，在數(shù)學(xué)建模理論分析的基礎(chǔ)上，利用Ansoft Maxwell2D有限元仿真軟件建立脈沖電抗器的單層銅

3、層和35層銅層的二維磁場(chǎng)仿真模型，為了更貼近實(shí)際，在模型上加載脈沖放電回路實(shí)際電流密度，觀察分析磁感應(yīng)強(qiáng)度與電磁力的曲線和云圖，將仿真結(jié)果與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　 最后，進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)磁場(chǎng)特征及電磁力規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，選取霍爾探頭進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量，選擇壓電式力傳感器進(jìn)行電磁力測(cè)量。為了獲得更準(zhǔn)確的磁場(chǎng)矢量信號(hào)，自制集成三維霍爾探頭進(jìn)行磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量。為了減小力傳遞的測(cè)量誤差，在對(duì)電磁力的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了力傳動(dòng)裝置的合理設(shè)計(jì)，采用壓電