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爆炸磁通量压缩发生器（简称爆磁压缩发生器）是一种能把炸药化学能转换为脉冲大电流或脉冲强磁场的装置。大电流爆磁压缩发生器能在几十纳亨至几微亨负载上产生几十千安培至几百兆安培的脉冲电流，输出能量几十千焦耳至几百兆焦耳，电磁能量放大几十至上百倍，炸药化学能转化为电磁能的效率可达到10％以上。相对于电容器组电能源而言，爆磁压缩发生器具有体积小、重量轻、储能密度高、输出电流大等诸多优点，因而在国内外脉冲功率技术应用研究中得到越来越广泛的重视。爆磁压缩发生器目前在国外研究中有两个热点:一是向结构紧凑、小型化方向发展，并用于紧凑型高电压爆炸脉冲电源应用研究;二是向大电流、高能量方向发展，并用于高能量密度物理实验研究。本文跟踪这两个热点方向，以期建立较完善的发生器理论体系及物理设计思想，并开展相应的实验验证研究。本文主要内容包括三个部分:100kA量级紧凑型两级串联螺线圈型发生器理论设计、实验验证及典型应用研究，同轴型发生器理论研究及其与国外实验结果的比较，MA量级螺线圈型发生器物理设计与初步实验研究。 1100kA量级两级串联螺线圈型发生器理论设计、实验验证及应用研究 以两级串联螺线圈型爆磁压缩发生器及电爆炸丝断路开关为基础、结构紧凑的爆炸脉冲电源在国内外已广泛应用于产生高功率微波实验研究，但国内一直缺乏能对爆炸脉冲电源全系统进行理论设计和参数优化的数值模拟程序。在建立两级串联螺线圈型发生器等效电路模型、变压器模型和间隙开关模型并创造性融合T.J.Tucker关于金属丝电爆炸模型基础上，本文编制了适用于多种负载的通用爆炸脉冲电源数值模拟计算编码—BCYSSYS。通过合理的物理设计，该程序能对以下几类系统进行较准确的数值计算:A）间接馈电的两级螺线圈型爆磁压缩发生器及电感性（或电容性、电阻性）负载;B）间接馈电的两级螺线圈型爆磁压缩发生器、电爆炸丝功率调节系统、隔离间隙开关及电阻性（或电感性、电容性）负载;C）间接馈电的两级螺线圈型爆磁压缩发生器、变压器、爆炸闭合开关、电爆炸丝功率调节系统、隔离间隙开关及电阻性（或电感性、电容性）负载。采用BCYSSYS程序进行物理参数优化，本文设计了04系列两级串联大电流爆磁压缩发生器以及以其为驱动源的紧凑型爆炸脉冲电源。实验结果表明:04-3B型发生器可在4.1μH负载上输出90kA电流，脉冲宽度8.5μs;04-3C型可在3.4μH负载上输出122kA电流，脉冲宽度10μs;04-4A型可在3.1μH负载上输出140 kA电流，脉冲宽度12μs;04-4B型可在5.2μH负载上输出100kA电流，脉冲宽度12μs。基于04型发生器的紧凑型爆炸脉冲电源长度小于1.2m，直径0.4m，重量约100kg，能在小于10Ω的电阻负载上输出电功率大于20GW的脉冲，最高输出电功率达到35GW。发生器电感性负载实验及驱动电爆炸丝功率调节系统实验结果验证了程序设计的准确性。 2同轴型发生器理论研究及其与国外实验结果的比较 同轴型发生器结构较简单，输出电流为几十兆安培至百兆安培，可作为更具战略意义的高能量密度物理实验研究驱动源。目前国内尚未开展该类型发生器的理论与实验研究。为了建立能对同轴型发生器进行物理设计的系统理论，本文提出并详细推导了爆炸管与金属固壁的一维磁扩散模型、金属导体一维电阻率方程，并结合一维爆轰驱动模型及回路等效电路模型，创造性建立了轴线起爆同轴型大电流爆磁压缩发生器的一维磁扩散理论模型，在此基础上采用差分方法编制了数值模拟计算编码CEMG2.0。采用CEMG2.0数值模拟程序对美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)设计的43cm长Ranchero发生器进行了验算。计算结果表明:该发生器初始电感约61nH，金属固壁内用3mm厚绝缘层进行高压绝缘时，残余电感约2.2nH;当输入初始电流4.5MA时，能在5nH电感负载上获得38MA脉冲电流。在相同输入条件下，CEMG2.0程序计算的负载电流与美国LANL的一维磁流体力学程序RAVEN计算结果和LANL实验结果相差1MA。 3 MA量级螺线圈型发生器物理设计与初步实验研究 MA量级螺线圈型发生器具有初始电感大、电磁能量放大倍数高等特点，通常采用直接馈电方式并作为同轴型发生器（或圆盘型发生器）的能量助推级。为了对此类发生器进行优化设计，本文在发生器等效电路模型基础上，编制了直接馈电、多分支螺线圈型发生器数值模拟程序MFCG8-7，根据数值模拟及参数优化结果，设计了EMG-125型MA量级螺线圈型发生器，并进行了实验验证研究。改变输入电流的实验结果表明，EMG-125型发生器输入电流极限约为8kA，在此输入条件下，发生器可在25nH电感负载上输出大于3MA脉冲电流，比无损耗时的计算结果低0.3MA，负载能量大于100kJ，电磁能量放大倍数约50。当取磁通损耗系数为0.03时，负载电流峰值的计算结果与实验结果完全吻合。 通过开展紧凑的两级串联螺线圈型发生器及典型应用研究，本文较完善地建立了以此类发生器为驱动源的爆炸脉冲电源系统理论，设计了具有国内领先水平的紧凑型爆炸脉冲电源，验证实验检验了该系统理论的准确性，为进一步提高爆炸脉冲电源性能研究奠定了理论和实验技术基础;同时，通过开展大电流螺线圈型和同轴型发生器的理论与验证研究，本文创造性建立了能分别对这两种发生器物理过程进行较准确模拟的理论体系，在国内开创了大电流爆磁压缩发生器技术研究的新局面。 本文EMG-125型发生器验证实验结果表明，由于随输入电流升高发生器存在内部高电压击穿，磁通损耗系数迅速增大，限制了发生器输出性能。进一步需要对EMG-125型发生器结构参数进行优化，加强发生器内部绝缘，提高发生器输入极限电流，以提高负载最终输出电流。同时，需要结合EMG-125型发生器输出性能，设计大电流同轴型发生器，以获得输出电流达到几十兆安培的爆磁压缩发生器驱动源系统，并用于高能量密度物理实验研究。