[發明專利]電磁加速裝置

有效

• 申請號: 201310078683.8
• 申請日: 2013-03-12
• 公開（公告）號: CN104052232A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 傅強;楊艷;夏臨華;羅馬
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H02K41/00
• 分類號: H02K41/00;H02M3/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電磁控制技術領域，特別涉及一種電磁加速裝置。?

背景技術

靠電磁感應拉動一個金屬物體作直線加速運動的方法主要可分為三種：（1）第一種是采用直線電機模式。把三相（或者更多相）的電磁繞組按相序的先后依次排成一排，通上三相（或者更多相）交流電后，形成一組沿所述電磁繞組的排列方向直線行進的交變磁場，該交變磁場會在一個靠近所述電磁繞組的金屬物體上感應出感生電流，該感生電流與所述直線行進的交變磁場發生電磁作用，從而拉動該金屬物體沿所述交變磁場的行進方向作直線加速運動，這種方法的優點是被加速的金屬物體上的電流完全靠電磁感應自然產生，而無需再人為地給被加速的金屬物體通電，所以不存在電流接觸不良的問題。然而凡是靠電磁感應自然產生的感生電流都要受到電磁感應規律的束縛，而無法人為地簡單設定其強度，一般來說，不同的電磁感應方式會對其感生出的電流強度施加不同的限制，以直線電機加速方式為例，其被加速的金屬物體的行進速度都不可能超過其直線行進的交變磁場的速度，而交變磁場的行進速度(簡稱行波速度)為V=L·f，其中L為一組三相（或多相）繞組所鋪設的長度，f為通到繞組上的交流電源的頻率，而被該行波所加速的金屬的速度（我們用V’表示）顯然要小于V，即V’<V=L·f，若想再提高速度，需要增加所述交流電源的頻率f，但隨著頻率f的增加，會增加行波速度V與被加速的金屬的運動速度V’之差，而速度之差V-V’正是被加速的金屬物體在所述行波磁場中運行的相對速度，V-V’越大被加速金屬在單位時間內切割磁力線的速率也越大，從而在金屬上產生了更多的感生電流，該電流除了產生洛倫茲力之外，更多地會使被加速的金屬發熱，須知洛倫茲力與電流的一次方成正比，而相應的熱效應卻與電流的平方成正比（詳見后面發明內容的相關論述）。迅速增長的熱損耗浪費了行波電磁場輸入的能量，可見用直線電機的模式難以獲得很高的速度，歸根結底，直?線電機方案的要害在于，難以聚集足夠高的用以加速金屬物體運動的能量密度。?

（2）第二種是靠相互垂直的靜磁場和直流電流之間的電磁作用，給被加速的金屬物體施加電磁力。設靜磁場的方向為X軸，同時給被加速的金屬物體人為地在Y軸方向施加直流電流I，X軸垂直于Y軸，結果會在與X軸和Y軸都垂直的Z軸方向產生電磁力，這種方法的優點是靜磁場和直流電流都是人為設定的，可以人為地提高靜磁場和流過被加速的金屬物體的直流電流強度，故可以產生更大的電磁力，該方法的主要困難是，人為地給高速運動的金屬物體通上高密度的直流電流，容易出現電流接觸不良的問題，其要害在于，電流接觸不良會造成接觸電阻R的增加，由此帶來嚴重的發熱（I²R），最終導致加速能量的大量損失。?

發明內容

本發明的目的旨在至少解決以上技術缺陷之一。?

為達到上述目的，本發明實施例提出一種電磁加速裝置，包括：導向滑道，所述導向滑道具有預設長度和直徑，且所述導向滑道內容納有金屬物體，所述金屬物體可在所述導向滑道之中滑動；圍繞在所述導向滑道之外的一個或多個電感線圈，且所述的多個電感線圈的每一個均繞成圓錐形，且沿同一方向套在導向滑道的外面，以使所述一個或多個電感線圈對所述金屬物體產生的電磁驅動力方向與所述導向滑道的方向相同；和一個或多個低Q值諧振電源，所述低Q值諧振電源的每一個與一個電感線圈相連以為所述電感線圈供電，所述低Q值諧振電源進一步包括：串聯的第一電壓源和第二電壓源，其中，在所述第一電壓源和第二電壓源之間具有第一節點；分別與所述第一電壓源和第二電壓源相連的第一平波電抗器和第二平波電抗器；分別與所述第一平波電抗器和所述第二平波電抗器相連且相互串聯的第一諧振電容和第二諧振電容，其中，在所述第一諧振電容和所述第二諧振電容之間具有第二節點，且所述第一節點和所述第二節點相連；第一功率器件和第二功率器件，所述第一功率器件的陽極與所述第一平波電抗器和所述第一諧振電容相連，所述第二功率器件的陰極與所述第二平波電抗器和所述第二諧振電容相連，且所述第一功率器件的陰極與所述第二功率器件的陽極相連，其中，在所述第一功率器件和所述第二功率器件之間具有第五節點，所述電感線圈與隔直電容相串聯后連接在第二節點和第五節點之間。?

在本發明的一個實施例中，所述導向滑道由絕緣材料構成。?

在本發明的一個實施例中，所述導向滑道為圓筒型。?

在本發明的一個實施例中，所述導向滑道包括呈三角形排布的三個滑道。?