[發明專利]一種磁阻電磁發射能量回收裝置

有效

• 申請號: 202010951336.1
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112161515B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 陳息坤;朱國慶
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00;H02J7/34
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發明公開一種磁阻電磁發射能量回收裝置，包括彈丸、N?1級發射線圈、發射及能量回收復合線圈、發射及能量回收電路；依次排列N?1級發射線圈和發射及能量回收復合線圈，再連接發射及能量回收電路；發射及能量回收電路與N級線圈構成了對應的N級控制電路；利用能量回收線圈對發射線圈上殘余能量回收。在最后一級發射線圈位置上繞出最后一級發射線圈以及能量回收線圈，使得彈丸脫離最后一級發射線圈時所損失的動能部分轉化為能量回收線圈上的電能，將回收所得能量儲存起來。本發明巧妙地回收線圈上的能量，用作電容的預充電，避免充電初期電容浪涌電流對充電電路器件損害，且發射電容與能量回收電容可互相轉化，適合于連續磁阻電磁發射領域的應用。

技術領域

本發明屬于電磁推進技術領域，涉及一種磁阻電磁發射能量回收裝置，主要用于連續多次磁阻電磁發射的電容預充電。

背景技術

磁阻電磁發射技術通常需要一個包含多個發射電容組成的脈沖電源，為各級發射線圈在不同時刻提供脈沖大電流。而發射電容的充電過程通常由以Boost電路為代表的升壓電路來完成。基本Boost電路如圖5所示。Boost電路在對發射電容C進行充電時，會存在如下問題。由于30V直流穩壓電源V、電感L、續流二極管D與發射電容C直接構成一個回路，開關元件S不在該回路內，且充電初期，發射電容C電壓為零，則30V直流穩壓電源V的電壓全部加在電感L上，所產生的后果是，不論開關元件S通斷，發射電容C上的電流都處在增加階段，即產生浪涌電流。浪涌電流的存在會對30V直流穩壓電源V、續流二極管D以及實際應用中回路上需增加的電流傳感器、繼電器等造成損害。

解決這一問題的方法是，在使用Boost電路正式充電之前，先對發射電容C進行預充電，使得發射電容C上的初始電壓大于30V直流穩壓電源V，則會使電感L電流在開關元件S關斷時下降，開通時上升，即電感L電流在一定范圍內可控。

受限于磁阻電磁發射的原理，彈丸在發射出去之后，發射線圈上仍會有電流。這一部分電流的能量絕大部分將以熱能的形式，損耗在發射線圈電阻上。因此，這一部分能量仍有利用的可能，因此，如何將浪費在發射線圈上的能量進行回收，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明目的在于針對已有技術的不足，提供一種磁阻電磁發射能量回收裝置，利用能量回收線圈對發射線圈上殘余的能量進行回收，并且用作電容的預充電，避免電容充電初期浪涌電流對充電電路器件的損害。

為達到上述目的，本發明的構思是：

由于基本Boost升壓電路在對電容充電初期，電容初始電壓為零，導致電感電流不可控，會產生浪涌電流。而電容電壓高于升壓電路直流輸入時則不會有這個問題。并且受限于磁阻電磁發射的原理，彈丸在發射出去之后，發射線圈上仍會有電流。這一部分電流的能量絕大部分將以熱能的形式，損耗在發射線圈電阻上。因此，這一部分能量若能回收并用作電容預充電，則能徹底解決浪涌電流問題。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種磁阻電磁發射能量回收裝置，包括彈丸、N-1級發射線圈、一個發射及能量回收復合線圈、發射及能量回收電路；依次排列所述N-1級發射線圈和發射及能量回收復合線圈，然后連接所述發射及能量回收電路；

所述發射及能量回收復合線圈包括一個第N級發射線圈和一個能量回收線圈；

所述發射及能量回收電路與N級線圈構成了對應的N級控制電路；在其控制下，利用能量回收線圈對發射線圈上殘余能量進行回收；

N為大于1的任意自然數，i為不大于N-1的所有自然數。