被动补偿脉冲发电机放电理论分析与实验研究

发布时间：2025-05-15 01:07

　　飞轮储能补偿脉冲发电机(Compensated Pulsed Alternator,CPA)是一种新型脉冲功率电源,它集能量储能和脉冲放电于一体,具有储能密度高、功率密度大和体积小等优点,是未来电磁动能武器系统的首选电源。目前对于永磁被动CPA的研究却甚少,尤其是在放电理论研究方面。本文以永磁被动CPA为研究对象,介绍了CPA放电基本原理,建立了CPA驱动电磁轨道炮系统模型并进行了仿真分析,重点研究了CPA放电波形及其调制技术,最后进行了CPA放电实验验证。介绍了永磁被动CPA基本理论,提出了一种放电电流计算方法,能更为准确的分析永磁被动CPA放电响应过程;介绍了三种降低CPA电感的方法,并根据电磁基本定律,提出了铁芯和空芯电枢绕组电感计算方法。基于被动CPA放电电流计算方法与电磁轨道炮工作原理,建立了CPA式电磁轨道炮发射系统仿真模型,采用数值仿真方法,分别研究了CPA电压、脉冲宽度和触发角对电枢电流以及弹丸出膛速度的影响,获得了CPA驱动电磁轨道炮系统特性。采用谐波法分析了永磁被动CPA放电波形影响因素。根据永磁被动CPA气隙磁密特性,建立了气隙磁密傅里叶表达式,推导了CPA放电电流...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 飞轮储能CPA技术
        1.2.2 CPA放电技术
    1.3 研究的问题和论文结构
        1.3.1 研究的问题
        1.3.2 论文组织结构
第二章 被动补偿脉冲发电机放电基本原理
    2.1 被动补偿脉冲发电机基本原理
    2.2 被动补偿脉冲发电机放电分析
    2.3 被动补偿脉冲发电机降电感技术
        2.3.1 无槽气隙绕组
        2.3.2 端部屏蔽
        2.3.3 空芯结构
    2.4 补偿脉冲发电机电感计算
        2.4.1 铁芯CPA电感计算
        2.4.2 空芯CPA电感计算
    2.5 本章小结
第三章 CPA驱动电磁轨道炮系统仿真建模分析
    3.1 CPA驱动电磁轨道炮基本原理
        3.1.1 电磁轨道炮原理
        3.1.2 电磁发射系统电路分析
        3.1.3 电磁轨道炮电枢运动过程分析
    3.2 CPA驱动电磁轨道炮仿真系统建立
        3.2.1 CPA驱动电磁轨道炮模型建立
        3.2.2 系统仿真参数设置
    3.3 CPA驱动电磁轨道炮仿真结果分析
        3.3.1 电枢运动状态仿真
        3.3.2 系统状态参数仿真
    3.4 小结
第四章 CPA放电波形分析及波形调制技术研究
    4.1 补偿脉冲发电机放电波形影响因素分析
        4.1.1 CPA气隙磁密分析
        4.1.2 气隙磁密谐波分析
        4.1.3 CPA放电电流数学模型建立
        4.1.4 CPA放电电流波形分析
    4.2 补偿脉冲发电机波形调制技术研究
    4.3 本章小结
第五章 永磁被动CPA放电实验研究
    5.1 永磁被动CPA原理样机系统集成
    5.2 永磁被动CPA放电测量技术研究
    5.3 永磁被动CPA原理样机放电实验
        5.3.1 放电主电路与放电实验方法
        5.3.2 放电回路静态测试
        5.3.3 永磁被动CPA原理样机放电实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：4046010