空芯选择被动补偿脉冲发电机的结构设计与研究

【摘要】由于补偿脉冲发电机集惯性储能、机电能量转换和脉冲成形的综合技术优势,是电磁轨道炮等电炮武器的首选脉冲电源方案。而电源小型化是电炮武器走上实战化的关键技术,在考虑体积、重量和效率等综合因素的条件下,补偿脉冲发电机是最有希望成为电炮武器实战化的脉冲电源。目前,许多国家都在开展对补偿电机应用的研究,其研究规模和技术水平不断提高。本文以电磁轨道炮的脉冲电源为应用目标,设计一台空芯补偿脉冲发电机,解决了在补偿电机电磁设计过程中的一些问题。具体而言,本论文的研究内容和成果如下。在电机本体设计中,利用转子储能来确定转子基本尺寸,然后利用热校核确定绕组的尺寸,从而得到电机的定子尺寸。由于该电机为空芯电机,其定子和转子均为非铁磁材料,因而气隙磁密的分布与常规铁心电机有很大的差异。本文通过推导得到每匝励磁绕组产生的磁场,再利用叠加的方法,计算出所有励磁绕组在气隙中所产生的磁密,从而得到气隙磁密分布情况。电枢绕组等效电感是补偿电机的最重要参数之一,直接关系到输出脉冲功率的大小,对电机设计具有重要的意义。通过简化,可将各绕组等效为矩形绕组,推导它们之间的自感和互感公式,计算出各绕组电感参数从而得到电枢绕组放电时的等效电感。最后通过仿真,得到电机空载以及电枢放电时的磁场分布情况。
【作者】东潘龙；
【导师】吴伏家；
【作者基本信息】西安工业大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】补偿脉冲发电机；电磁设计；电感计算；磁场分析；电磁轨道炮；

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