[發明專利]一種重接式電磁發射裝置的磁場調控方法

有效

• 申請號: 202011381787.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112484567B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 段雄英;尹紅陽;廖敏夫;邱軍;王汝凡
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 戴風友

1.一種重接式電磁發射裝置的磁場調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立重接電磁發射裝置的磁場模型；

S2：建立重接電磁發射裝置的電磁力模型；

S3：根據磁場模型和電磁力模型添加E型導磁鐵芯環繞驅動線圈后側邊；

S4：根據裝置參數計算受力曲線，調整鐵芯在線圈內部的寬度；

所述S1中，在建立磁場模型時，通以時變電流的驅動線圈會產生時變磁場，時變磁場作用于驅動線圈中間的發射體，感應出變化的渦流；由于感應渦流遠遠大于導體中的位移電流，因此只考慮渦流對磁場分布的影響；補充本構方程以及其麥克斯韋形式方程組：

D＝εE (1)

B＝μH (2)

J＝σE (3)

設渦旋電流：

在磁場強度隨驅動線圈內電流變化的同時，發射體相對驅動線圈向前運動，因此發射體內的感應電動勢是感生電動勢和動生電動勢的疊加：

對式(4)兩邊做旋度運算，則有：

對上式左邊應用向量恒等式結合公式(5)、(6)、(7)、(8)，可得：

對于沿X軸正向運動的電樞板發射模型，由于其結構關于XY平面對稱，驅動線圈中間的磁場垂直于XY平面，可認為電樞板內部磁場不隨Z方向變化，渦流在XOY平面內呈閉合路徑；同時，感應渦流關于X軸對稱，因此可以忽略Y方向的邊緣效應；

在上述簡化條件下，式(10)的復數形式表示為：

其中，設x＝0處，有則有式(11)的一般解為：

所述S2中，引入磁矢勢和標量電位

則電磁體積力密度可表示為：

2.如權利要求1所述的一種重接式電磁發射裝置的磁場調控方法，其特征在于，所述S3中，結合式(10)和式(16)，隨著電樞向前運動，電樞板后沿的磁力線不斷重新接合，推動電樞板加速；對式(12)求解，電路觸發時，裝置的磁場強度沿X方向呈不均勻分布，磁場強度峰值集中在電樞板后側；根據安培定則，電樞受瞬態加速電磁力大小取決于電樞受力邊磁場強度，考慮電樞在驅動線圈中部運動，選擇添加上下對稱的兩個E型導磁鐵芯環繞驅動線圈后側邊，增大受力邊在受到加速力時的磁場強度。

3.如權利要求1或2所述的一種重接式電磁發射裝置的磁場調控方法，其特征在于，所述S4中，根據裝置參數，包括驅動電路參數、初始發射位置、初始運動速度，對式(16)求解；電樞先受到瞬態加速力后，由于磁通減小而感應出反向渦流，從而受到反向電磁力；根據電磁感應定律，考慮調控后側邊磁場強度增強使電樞獲得更大的加速力，同時調整鐵芯在線圈內部寬度大于反向力出現位置，減小電樞板的正向磁通變化速率，延遲反向電磁力出現的時間。