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电磁轨道发射是大电流放电技术的一个重要应用领域,具有广阔的发展前景。而电感梯度是电磁轨道发射中一个非常重要的参数,作用在电枢(弹丸)上安培力的大小与其成正比,直接影响电枢(弹丸)的速度、加速度以及系统的效率。
本文首先对世界上电磁轨道发射技术的研究现状做了简要介绍。建立了电磁轨道发射装置的Ansoft-Maxwell仿真模型;并对电感梯度,外壳涡流损耗等进行了仿真研究,结果表明:导轨材料电导率越小,导轨的电感梯度越大,但是影响很小;宽度w,间距s,高度h相同时,T形截面导轨的电感梯度较矩形截面导轨的要大;外壳材料的电导率越小、钢壳厚度越小、导轨—钢壳间距越大,电感梯度越大。
文中建立了基于PSpice的电磁轨道发射仿真模型,并对实际发射过程中的电感梯度进行了研究。该模型能够对发射过程中的电流、电压进行仿真;可根据试验条件和要求,通过调整参数对试验结果进行预测和分析;可对电枢的速度和加速过程进行仿真。本文先后利用经验公式法和时频分析法对发射过程中的电感梯度进行了研究,结果表明:在发射过程中,电流频率是在逐渐减小的;而导轨的电感梯度是在非线性增大的。