[發明專利]基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置及方法

在審

• 申請號: 202310515364.2
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116625161A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 朱英偉;王鵬;雷勇;王為;劉雪山;王義剴;馬世金
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F41B6/00
• 分類號: F41B6/00
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

1.基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，包括：驅動線圈，所述驅動線圈采用超導線材或帶材繞制，多個所述驅動線圈組成發射通道；

拋體線圈，所述拋體線圈采用超導塊材或超導線材繞制；

超導直流電源，所述超導直流電源用于為驅動線圈、拋體線圈提供初始電流；

釋能換向電路，所述釋能換向電路，利用中間電容器回收轉存超導驅動線圈磁能。

2.如權利要求1所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，還包括位置傳感器，所述位置傳感器用于監測拋體線圈的所在位置。

3.如權利要求1所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，所述釋能換向電路包括第一回路和第二回路；

所述第一回路包括依次連接的驅動線圈、電阻R1與開關Sd1，所述第二回路包括依次連接的驅動線圈、電阻R1、二極管D1與電容器C1。

4.如權利要求3所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，所述開關Sd1處還設置有電流檢測裝置，用于檢測驅動線圈中的電流。

5.如權利要求4所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，所述開關Sd1為超導開關或晶閘管換向開關。

6.如權利要求1所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，還包括啟動線圈，超導拋體線圈中的初始電流通過啟動線圈脈沖放電感應獲得，即通過儲能電容器向啟動線圈脈沖放電，使位于初始發射位置的拋體線圈產生感應電流。

7.如權利要求1所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，所述發射通道由在同一軸線上間隔設置多個驅動線圈級聯構成。

8.如權利要求1所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置，其特征在于，所述發射通道由多級多極矩線圈組構成，所述多級多極矩線圈組沿拋體線圈的運動方向延伸。

9.基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射方法，其特征在于，應用于如權利要求1-8任一項所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射裝置；發射方法如下：

使用超導直流電源為超導驅動線圈勵磁充電至電流I_d1，然后閉合超導開關，使超導驅動線圈以電流I_d1閉環運行；

發射初始時刻，利用超導直流電源為超導拋體線圈勵磁充電，使超導拋體線圈產生電流I_p1，且電流I_d1與I_p1的方向一致；然后閉合超導開關，使超導拋體線圈閉環運行；

當超導拋體線圈運動到超導驅動線圈軸向中心點位置時，超導驅動線圈中的電流I_d1自動衰減過零，釋能換向電路的第一回路斷開，同時換向第二回路閉合轉存磁能。

10.如權利要求9所述的基于超導恒磁通感應電流過零換向的電磁發射方法，其特征在于，超導拋體線圈的磁通量大于超導驅動線圈，電流I_p1與電流I_d1的比值為k＝(L_pL_d-M₀M₁)/(L_pM₀-L_pM₁)；其中，L_d為超導驅動線圈的電感，L_p為超導拋體線圈的電感，M₀為超導拋體線圈中點位于超導驅動線圈軸向中心處時的互感，M₁為位于發射初始位置時超導拋體線圈與超導驅動線圈的互感。