电流非均匀分布对磁绝缘感应电压叠加器电子鞘层的影响

磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔注入电流空间非均匀分布对次级磁绝缘电子鞘层和功率流传输产生影响.本文基于磁绝缘稳态二维层流模型,分析了电流非均匀分布对MIVA次级电子鞘层的影响规律.电流非均匀分布对磁绝缘电子鞘层影响较大,但对电荷质心和磁绝缘流阻抗影响较小.对于给定磁绝缘参数(线电压V_0=4.1 MV、最小阳极电流I_(amin)=132 kA),当阴极电流不均匀系数δ_c约35%时,电子鞘层不均匀系数ζ约79.4%,流阻抗减小了5.6%;当δ_c增大至69.5%时,电子鞘层偏心导致阴-阳间隙局部短路.在磁绝缘最小阳极电流I_(amin)相同时,线电压V_0越低,电流非均匀分布的影响程度越显著.当线电压V_0由4.2 MV降低至1.4 MV时,引发间隙局部短路的阴极电流不均匀系数由69.5%降低至35%.     

行波电压叠加器的电路模型与输出特性

为了研究行波电压叠加器(TVA)的输出特性以及影响输出特性的因素,将传输线和放电支路进行简化,给出了传输线、放电支路、屏蔽电极与外筒体间的分布电感与分布电容等参数的计算方法,建立了8级串联TVA电路模型。通过仿真得到了8级串联TVA驱动匹配负载时的输出特性,研究了开关闭合时序与分散性以及传输线阻抗等对输出特性的影响。仿真结果表明：当每级开关触发闭合时序为理想感应电压叠加器(IVA)时序时,传输线输出电压峰值随串联级数n的增长近似线性增长,电压脉冲前沿逐级陡化,在匹配负载上的输出电压为899 kV,脉冲前沿与第一级相比缩短10 ns;屏蔽电极上的电压峰值逐级减小,电压波形存在高频振荡;开关闭合时序对TVA传输叠加与输出特性有显著影响,TVA按理想IVA时序触发时的匹配负载电压前沿比同时触发时要陡,相差约50 ns,随着触发时序系数增大(>1),脉冲前沿逐渐陡化;当开关触发闭合分散性增大时,输出脉冲重复性变差;随着传输线阻抗从匹配阻尼增大至3倍阻尼,匹配负载电压峰值增大,前沿缩短约30 ns,波尾时间增大约200 ns。研究结果可为TVA型脉冲功率源装置的结构优化和研制提供一定的参考...     

直接驱动Z箍缩的FLTD型脉冲功率源的发展

介绍了快直线型变压器（FLTD）脉冲源的技术特点；概述了美国圣地亚国家实验室与俄罗斯强流电子学研究所合作研制的FLTD－Z模块的新进展，基于FLTD拟重复频率运行的针对聚变能源（IFE）应用的原理性样机Z－POP装置，以及下一代惯性约束核聚变（ICF）和IFE用的指标为6 MV,60 MA/90 MA和100 ns FLTD型直接驱动脉冲源的概念设想；初步分析了FLTD直接驱动源需要研究的关键技术。     

大型Z箍缩装置中心汇流区电感计算

为了快速估算大型Z箍缩装置中心汇流区电感，研究Z箍缩装置电功率和能量传输效率的规律，对Z箍缩装置中心汇流区做近似处理，给出了绝缘堆、真空喇叭口、真空磁绝缘传输线、汇流柱等部件电感近似计算公式，建立了一种快速估算Z箍缩装置中心汇流区电感的方法，获得了中心汇流区电感与电气参数(绝缘堆峰值电压)和结构参数(中心汇流区半径及分层数、真空磁绝缘传输线倾角)的定量关系。在此基础上，建立了典型Z箍缩装置简化电路模型，实现了从中心汇流区结构参数→电气参数→输出电流的自洽电路模拟，获得了中心汇流区分层数及半径对Z箍缩装置短路电流的影响规律。计算结果表明：所提电感计算方法获得国际典型Z箍缩装置的中心汇流区电感与文献最大误差为3.3%;中心汇流区电感随分层数增大而减小、随半径先减小后增大，存在使中心汇流区电感最小的优化半径。所提方法可为同类型Z箍缩装置的设计提供理论参考。     

Z箍缩等离子体X射线产生及应用分析

<正>MA级脉冲大电流通过丝阵或气体等负载放电时,负载被加热电离形成等离子体.等离子体在流过自身的轴向大电流产生自磁场的洛仑兹力作用下,向轴线作内聚运动发生自箍缩,最终在对称轴附近滞止,动能转换成等离子体内能,提高了等离子体温度,通过线辐射、复合辐射和轫致辐射产生脉冲强X射线[1]. Z箍缩(Z-pinch)等离子体终态形状为沿轴线的线状流体;θ箍缩是由角向电流引起的箍缩,其等离子体终态形态为沿角向分布的流体.     

内置触发方式下单级FLTD触发脉冲参数及影响因素

为了研究快放电直线型变压器驱动源(FLTD)内置触发方式下触发脉冲的波形参数及其影响因素,利用有限积分法(FIT)仿真软件,建立单级FLTD场路仿真模型,获得了到达各主支路开关的触发脉冲参数及其影响因素,并在1MA FLTD实验平台上进行了验证。仿真结果表明:内置触发方式下,触发支路电感由100nH增大至350nH时,触发脉冲前沿由49.3ns增大至60.1ns;在触发支路置地电阻小于200Ω时,触发脉冲幅值随电阻增大而增大,在电阻高于200Ω后,置地电阻不影响触发脉冲幅值;角向传输线特征阻抗在58.0～76.5Ω范围变化时对触发脉冲波形参数影响较小。