45、爆炸驱动移动磁体发电机的原理与特性

爆炸驱动移动磁体发电机的原理与特性

1. 引言

在脉冲功率技术领域，爆炸驱动移动磁体发电机（MMGs）因其独特的性能和潜在应用而备受关注。它能够将爆炸能量转化为电磁脉冲能量，为高功率微波产生、磁通量压缩发电机等应用提供了新的途径。本文将详细介绍爆炸驱动MMGs的工作原理、实验系统以及其在高电流和高电压模式下的特性。

2. 高电流爆炸驱动MMGs

2.1 实验系统

• 结构组成 ：爆炸驱动MMG主要由装有炸药的爆炸室、铝盘、加速筒、塑料保护盘、沿轴向磁化的硬铁磁弹丸以及连接负载的一系列脉冲发生线圈组成。以尺寸为D = 25.4mm和h = 19.0 mm的铁磁弹丸为例，整个装置的总长度不超过400 mm。
• 工作过程 ：
  1. 炸药引爆后，爆炸室内产生高压气体。
  2. 当压力达到一定值时，位于加速筒前端的铝盘破裂，高压气体进入加速筒，推动铁磁弹丸加速运动。
  3. 为防止铁磁元件被高温气体过热，在其背面安装了塑料盘。同时，将铁磁弹丸的尖锐边缘倒圆，并在加速筒内表面涂上枪用润滑剂，以减少摩擦。
  4. 铁磁弹丸先在加速筒的金属部分获得初始加速，进入塑料部分时已达到较高速度，能够在脉冲发生线圈中产生高功率信号。
• 不同驱动方式对比 ：使用预压缩高压气体的MMG加速筒比使用高爆炸药的更长，原因是气枪系统中的气体压力（不高于4 MPa）明显低于推进剂驱动的MMG。但实验表明，两种驱动