同轴磁绝缘传输线支撑问题研究

来源 :中国工程物理研究院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jason19829413
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高功率电流脉冲的传输与汇流是大型高功率脉冲装置重要的研究方向之一。磁绝缘传输线(Magnetically Insulated Transmission Line, MITL)具有电感低、耐受电场强度高、传输能量密度大等特点,因此在高功率脉冲装置中得到广泛的应用。随着脉冲功率装置规模的增大和真空传输距离的增加,MITL电极的定位和支撑成为无法回避的技术问题。电极严重偏离理想位置或支撑设计不当,可能会导致严重的能量损失甚至脉冲传输失效。因此MITL的设计和建造是关系到脉冲功率装置能否最终实现的核心问题。本文针对电极的定位问题,以最为常见的同轴MITL为研究对象,研究同轴MITL内电极偏心和支撑引入对真空功率传输的影响,以此分析MITL电极偏离程度对能量传输效率的影响,并探索在MITL电极间引入支撑结构可能的途径。理论研究方面,以单粒子模型对偏心MITL阴阳极间隙中空间电子运动进行了定性分析,并通过三维粒子程序开展了内电极偏心条件下脉冲传输过程的模拟,获得了电子流随时空演变的物理图像;通过电路方法和粒子程序对螺旋电感支撑下MITL的工作特性进行了模拟,为开展实验装置设计提供了依据。结果表明:一定程度的内电极偏心将会导致整个MITL轻微的能量损失,使用10μH螺旋电感支撑和500Ω电阻支撑的能量损失分别为4%和1%。实验研究方面,以国内第一台快脉冲LTD装置(1MVLTD)为驱动源,开展了一系列MITL内电极偏心和支撑对功率流影响的验证性实验。实验内容主要包括人为使内电极偏心至指定程度、在内外电极之间引入螺旋电感或真空电阻分压器支撑。在以上实验中,建立了一套电参数测试系统,根据MITL特殊的真空电子环境,对脉冲功率常规电参数测量技术(D-dot、B-dot、Rogowski线圈和电阻分压器等)进行了设计优化。实验结果表明:内电极偏心存在轻微电流损失,偏心程度越大损失效果越显著,且内电极偏心将使电流分布均匀性受到很大的影响;电感支撑MITL,阳极电流几乎无损失,有少量阴极电流通过电感损失,但损失程度不大(~3%);真空电阻分压器支撑MITL,阴阳极电流传输效率分别为99.08%和99.32%。此外,经流阻抗理论公式计算后的MITL电压与真空电阻分压器实测电压一致,验证了本文实验数据的合理性。通过本文的理论分析和实验研究,确定了内电极与外电极保持对心的重要性,验证了电感和电阻两种支撑方式的可行性。在今后应用于较长或者更高电压MITL情况下,电感支撑需考虑多点支撑方式并解决由此带来的电感量减少引起的传输效率降低问题,电阻支撑需考虑高压绝缘和分压问题。本文的研究工作是对下一代大型脉冲功率装置MITL设计问题的探索,同时有助于加深对实际工程条件下MITL真空功率传输特性的理解。
其他文献
刺葡萄是一种宝贵的耐湿热、抗病性强的野生葡萄种质资源。本文对刺葡萄资源的品种选育、抗性研究、栽培技术、生物技术育种、有效成分的分析和提取,以及在加工刺葡萄果汁、刺
业内一般将基于Web2.0技术基础上的主要提供视频的交互式服务网站称为视频分享网站。视频分享网站建立的初衷是为网民提供信息存储空间和信息发布平台,供网民上传、观赏或下
社会保险是一种为丧失劳动能力、暂时失去劳动岗位或因健康原因造成损失的人口提供收入或补偿的一种社会和经济制度。社会保险计划由政府举办,强制某一群体将其收入的一部分
近年来中山市政府外贸管理的客观依据不断变化。国家出口退税政策重大调整使中山市劳动密集型外贸企业受到影响;人民币对美元持续升值使中山市外贸企业面临着扩大的汇兑损失
安全是人类生存与发展的最基本要求,是生命与健康的基本保障。安全生产是保护劳动者安全健康,保证国民经济持续发展的基本条件。伴随着我国乡镇(街)经济和工业生产的迅猛发展
本文针对近来应用于航空航天等领域电子产品的研制需求及工业水平的提高,其可靠性指标已由近十年的几百至一千小时大大提高到五千小时左右,如若按照GJB899《可靠性鉴定与验收
青少年出现逆反心理的现象在初中阶段的学生中表现最为突出。初中阶段是个体从儿童向青年过渡的时期,是个体成长的关键时期。生理上的变化和学习活动的变化使初中阶段的学生
揭示和探讨市场经济社会中个人与社会的关系问题已成为我国新时期的一个重大理论和实践问题。它无论是对于反思传统的由于对个人与社会关系的简单化做法而造成的不良影响,还
推动乡村治理需要善于从历史中汲取有益营养成分。梁漱溟在乡村教育、促进农民合作、构造新社会组织等方面对乡村治理的探索,不仅承载着其试图改变国家遭遇的原初梦想,而且对当
报纸