[發(fā)明專利]一種緊湊型脈沖大電流裝置

在審

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• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN107786115A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳學(xué)秒;莫建軍;王桂吉;趙劍衡;胥超;吳剛;稅榮杰;譚福利;馬驍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: H02M9/00
• 分類號: H02M9/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 王記明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊型脈沖大電流裝置。

背景技術(shù)

沖擊大電流是脈沖功率研究的主要內(nèi)容之一，其過程是以較低的功率通過較長的時間將能量儲存在儲能設(shè)備中，然后在極短的時間內(nèi)將能量快速釋放到特定負(fù)載上去，可獲取上升時間很快、幅值很高的脈沖大電流，沖擊大電流在國防、科研、工業(yè)制造等很多方面都有重要應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊型脈沖大電流裝置，實現(xiàn)一種可產(chǎn)生微秒級上升時間，幅值數(shù)百千安的緊湊型脈沖大電流裝置的目的。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種緊湊型脈沖大電流裝置，包括依次形成回路的儲能模塊、傳輸電纜、匯流轉(zhuǎn)換器、輸出電纜和負(fù)載機(jī)構(gòu)，所述儲能模塊內(nèi)的能量通過多根傳輸電纜傳輸、經(jīng)匯流轉(zhuǎn)接器匯流后由一根輸出電纜輸出至負(fù)載機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步的，本發(fā)明通過正充電電阻給電容器A充電，通過負(fù)充電電阻給電容器B充電，氣體開關(guān)在外觸發(fā)下導(dǎo)通，兩個電容器串聯(lián)放電，能量通過多根傳輸電纜傳輸至匯流轉(zhuǎn)接器后，通過一根輸出電纜輸出至負(fù)載機(jī)構(gòu)，之后作用在負(fù)載機(jī)構(gòu)內(nèi)的負(fù)載上，即可產(chǎn)生微秒級上升時間，幅值數(shù)千安的脈沖大電流。另外，能量通過多根傳輸電纜傳輸，多跟電纜并聯(lián)，有利于降低阻抗，經(jīng)過匯流轉(zhuǎn)接器后由一根輸出電纜輸出，則更加方便連接負(fù)載。

所述儲能模塊包括外筒和安裝在外筒兩端的蓋板以及底板，所述底板的底端接地、頂端把接電容器A的下端，電容器A的上端連接氣體開關(guān)的正電極，并通過正充電電阻充正高壓，氣體開關(guān)的負(fù)電極連接電容器B的下端，并通過負(fù)充電電阻充負(fù)高壓，電容器B的上端連接輸出片，并通過絕緣支撐桿連接在蓋板上。進(jìn)一步的，利用兩個電容器A和B儲能，氣體開關(guān)導(dǎo)通時，兩個電容器以及氣體開關(guān)串聯(lián)放電，通過和傳輸電纜、蓋板、外筒、底板組成放電回路，放電回路處于全屏蔽狀態(tài)，具有很好的抗電磁干擾能力。

優(yōu)選的，所述蓋板上還裝有旋壓套，輸出電纜內(nèi)芯穿過旋壓套和蓋板后連接在輸出片上、外芯通過旋壓套與蓋板相連接。進(jìn)一步的，通過旋壓套結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可有效保護(hù)輸出電纜，并限定輸出電纜與輸出片穩(wěn)定連接。

所述匯流轉(zhuǎn)換器包括外導(dǎo)桶和上蓋板，外導(dǎo)桶內(nèi)套有絕緣筒，絕緣筒內(nèi)裝有轉(zhuǎn)接導(dǎo)體，上蓋板上有多個輸入孔和一個輸出孔，傳輸電纜內(nèi)芯穿過輸入孔連接在轉(zhuǎn)接導(dǎo)體上，輸出電纜內(nèi)芯穿過輸出孔連接在轉(zhuǎn)接導(dǎo)體上，傳輸電纜和輸出電纜外芯均連接在上蓋板上。進(jìn)一步的，以上結(jié)構(gòu)為匯流轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)。通過絕緣筒的隔離設(shè)置，可實現(xiàn)外導(dǎo)桶與轉(zhuǎn)接導(dǎo)體之間的高壓絕緣。

所述的負(fù)載機(jī)構(gòu)包括外導(dǎo)管，外導(dǎo)管內(nèi)套有絕緣管，絕緣管內(nèi)裝有內(nèi)導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體一端把接過渡接頭、另一端連接負(fù)載，負(fù)載同時連接外導(dǎo)管，外導(dǎo)管通過緊固螺母二與抱壓頭相連接，傳輸電纜內(nèi)芯穿過抱壓頭后與內(nèi)導(dǎo)體對接并通過緊固螺母一與抱壓頭把接，使傳輸電纜外芯固定在抱壓頭內(nèi)。進(jìn)一步的，以上結(jié)構(gòu)為負(fù)載機(jī)構(gòu)內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，通過負(fù)載機(jī)構(gòu)過渡，傳輸路徑由多路傳輸電纜過渡為一路輸出電纜，該輸出電纜長度可調(diào)節(jié)，因此本發(fā)明可將能量饋入較狹長的空間，用于開展特殊空間的相關(guān)實驗。

在外導(dǎo)管與抱壓頭之間還設(shè)置有壓塊。進(jìn)一步的，通過壓塊擠壓傳輸電纜與絕緣管之間的密封圈，可防止內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)管之間的沿面閃絡(luò)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種緊湊型脈沖大電流裝置，采用雙極性充電方式，儲能模塊為多個單級Marx模塊并聯(lián)組成，金屬外殼設(shè)計為儲能模塊的大電流接地，結(jié)構(gòu)緊湊，模塊結(jié)構(gòu)電感低，通過改變傳輸電纜長度和負(fù)載結(jié)構(gòu)，裝置放電電流上升時間可在數(shù)微秒范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；

2、本發(fā)明一種緊湊型脈沖大電流裝置，儲能模塊的元器件均布置在連接大電流接地的金屬殼體內(nèi)，因此具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力；

3、本發(fā)明一種緊湊型脈沖大電流裝置，由于輸出電纜長度可調(diào)節(jié)，因此本發(fā)明可將能量饋入較狹長的空間，用于開展特殊空間的相關(guān)實驗。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明裝置的框架圖；

圖2為本發(fā)明儲能模塊的A面剖視圖；

圖3為本發(fā)明儲能模塊的B面剖視圖；

圖4為本發(fā)明儲能模塊中氣體開關(guān)的剖視圖；

圖5本發(fā)明匯流轉(zhuǎn)接器俯視圖；

圖6本發(fā)明匯流轉(zhuǎn)接器剖視圖；

圖7本發(fā)明負(fù)載機(jī)構(gòu)剖視圖。

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：