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更新時(shí)間：2025.05.31
基于meat-grinder脈沖電源的感應(yīng)線圈炮發(fā)射性能仿真分析

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為了減小脈沖電源的體積,探索電感儲(chǔ)能脈沖電源用于感應(yīng)線圈炮的可行性,在線圈炮系統(tǒng)中引入了電容轉(zhuǎn)換的meat-grinder脈沖電源電路。首先對該脈沖電源驅(qū)動(dòng)感應(yīng)線圈炮負(fù)載的工作原理進(jìn)行了分析。然后基于Maxwell 2D仿真環(huán)境,建立了單級感應(yīng)線圈炮的2維有限元模型,瞬態(tài)仿真確定了觸發(fā)放電位置,并分析了驅(qū)動(dòng)線圈電感和電容器電容值對發(fā)射性能的影響。仿真結(jié)果表明:電容轉(zhuǎn)換的meat-grinder電路用于驅(qū)動(dòng)感應(yīng)線圈炮是可行的;觸發(fā)放電位置、驅(qū)動(dòng)線圈的電感和電容器的電容值對發(fā)射性能都存在影響;選擇合理的參數(shù)可以提高發(fā)射效率。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),驅(qū)動(dòng)線圈電感和電容器電容值的選取需要從降低斷路開關(guān)電壓,保持較高發(fā)射效率,以及降低電容器容量要求等方面綜合考慮。

耦合運(yùn)動(dòng)多級感應(yīng)線圈炮三維機(jī)電耦合模型

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對于多級同步感應(yīng)線圈炮來說,比較成熟的模型是基于電流絲方法建立起來的機(jī)電模型,它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算速度快,缺點(diǎn)是無法考慮線圈炮的外圍結(jié)構(gòu)和材料特性對其產(chǎn)生的影響.論文推導(dǎo)給出了總體采用矢量磁位A、電路中的驅(qū)動(dòng)線圈中電流I作為求解對象的場路耦合瞬態(tài)電磁場模型,利用節(jié)點(diǎn)力法計(jì)算電樞所受的電磁力,根據(jù)電樞運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,進(jìn)一步推導(dǎo)出耦合運(yùn)動(dòng)的多級感應(yīng)線圈炮的機(jī)電模型,并進(jìn)行有限元離散求解.應(yīng)用上述模型對5級感應(yīng)線圈炮進(jìn)行分析,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了該模型的正確性.

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