直线型变压器储存能量与磁芯和电路参数的关系

6直线型变压器储存能量与磁芯和电路参数的关系芬茂。举。邱爱慈。曾江涛，正丑佳辉。贺西北核技术研究所。陕西西安710024串联1了0分别连接电容或电感负载时，获得了磁芯磁感应增量及单位体积传输的大能量与磁芯和电路参数高功率21等离子体辐射源可用于模拟核辐射效应，也是种将来实现惯性约束聚变俯很有前途装置的造价和体枳。线型变压器山1丁1.1.，丁1足。种能够产1脉冲大电流的新装1其结构紧凑串并联方便，能够以相对高的能量传输效率和低的成本获得脉冲大电流，如法国3只爪，计划当中路脉冲源要同步。的激磁电感与激磁电流对，而，次级开路时，几激磁电流等于初级屯流。此，叩的等效电感即为的激磁电，丁，激磁般采用两种形式路脉冲电流源并联后单匝激磁，2，路脉冲电流源各自单独激磁，IlI0不同方式激磁结构路脉冲电流并联单匝激磁在14中。初级路脉冲电流讣联后单匝激磁，根据安培环路定埋打。，=，在近似条件下可得磁芯中平均磁场强度，则激磁电感为基金项目国家自然科学基金重点项目10035020资助课长。

作，次级开路时，激磁电感远大于回路其它部分电感。忽略回路的电阻。路并联时周期为因此1.2，路脉冲电流各自单独激磁根据。类似方法可以求，在10次级开路〃路脉冲电流各1独立激磁时，每路电感采用路并联等效，则激磁电感为，1式扣同。晰庄适的等效1巾路激磁和；7路激磁乜括；7路并联笮匝激磁或；7路各自单独激磁时，激磁电感和等。激磁电感只磁芯的专数打关，而与激磁脉冲电流源的参数无关。

在14中，当激磁电感远大于回路其它部分电感1时，同理可以得到路脉冲电流各自独立激磁，总的激磁电流峰值为磁路并联6肀1巾激磁时的激磁电流相同，即两种激磁方，是等效的。实，上，在0连接负载两种激磁方式也公等效的。不同之处在于，山干多路脉冲电流源并联后单匝激磁，不同脉冲电流源的体，关的电极有端连接在起气体开关在击穿时相互影响；采用不同脉冲源各自单独激磁可以克服上述缺点，但是此时，需要采用高压低电感电缆作为初级，从而增加了技术的复杂性。

2磁感应增量4方与放电回路和磁芯参数的关系2.1级模块串联连接电容负载级模块串联简化等效电路2；1为了获得磁芯磁感应增；418与放电，路专数和磁芯专数级回路总等效电感与激磁电感之比。18次级绕组等效电感；负载的电感。

01连接电容负载或电感负载时的等效电路级模块串联连接电容负载时，初级串联等效电容=，从等效电容上的电压0=7，总等效电感+规肪由于激磁电感远大于主放电回路等效电感求解时令犯叫并假定及由23电路得到电容，2上的电压为根据电磁感应定律当负载电容上的电压达到峰值时乍用到激磁电感上的电压积分近似为考虑到+汽磁芯体枳=5.则有从式河知总储能与磁芯体积之比取决于磁芯磁感应增量的平方和回路电感等参数，在磁感应增量回路电感参数确定的情况下，大储能，需要增大磁芯体积；磁芯单位体积能够传输的能量与磁芯磁感应，量的平方成正比，与初次级放电回路等效电感占激磁电感的比值系数之和成反比；在储能和磁感应增量定的条件下，要减小磁芯的体积，需要减小+，即减小初次级回路电感和漏感，或选择脉冲磁导率相对较小的磁芯。

2.20模块连接电感负载1模块连接屯感负载时的等效电路如121.先定义系数，放电回路总电感与0漏感之为13++式中，=+2，为0初级漏感与次级折合到初级的电感之和，1为负载电感为初次级连接段电感之和变压器漏电感与激磁电感的关系为，为变压器耦合系回路电感为17上1.回路等效电阻及心心满足兄2Jlc7Xn，Ci.求解，令激磁电感则，路电感电甩忽略2，1中电阻和漏感上的电压降，当电感负载中的电流达到峰值时，根据电磁感应定律，激磁电感上当尺将式15代入式14.两端甲方，得到考虑到072以及系数，的定义，则由式17可知10连接电感负载时，初级总储能和磁芯体积之比与磁芯磁感应增景芯相对磁导率成反比，增大储能，需，大磁芯体积；磁芯单位体积传输的能量与初次级放电回路等效电感占激磁电感的比值系数之和成反比；在储能和磁感应增量定的条件下，要减小磁芯的体积，需要减小，+3，即减小0初次级回路屯感和漏感3利用，81程序和0等效电路判断磁芯是否饱和实际上，高频时应考虑，的分布参数，此时0等效电路3.其中，及为电容器内阻，为初级漏感；1为次级折合到初级的漏感；〃，2为初级次级折合到初级的等效电山为激磁电感为变压器等效损耗屯，为初级和次级折合到初级的等效对地分布电容；邪为初次级叫路之间的等效电容该电路很难获得解析解，可以借助1述0等效电路和7，5尸1电路模拟程序，计算0激磁电感上电压对时间的积分以及10的输出性能。

N+OUTIWVtNOlJTEVALUE，施加到激磁电感的电压积分峰值大于磁芯所能提供的伏秒磁芯达到饱和。能量不能从0初级耦合到次级。

0连接电感负载时的全参数等效电路4结论通过定义初次级回路等效电感与变压器激磁电感的比值系数和。获料磁芯中磁感应增量45和磁芯单位体积传输的能量与磁芯参数及放电回路参数之间的关系式，便于设计计算和定量分析。给出了0全参数等效电路与电路通用程序，3杲岷夏D馐涑鲂阅芎屠，眉ご诺绺猩系缪够，峙卸洗判颈ズ，邱爱慈。脉冲，射线模拟源技术的发展刀。中国工程科学，200，292428.，泣训如腿时，18，1财73山阶。以