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一种非轴对称磁绝缘电子鞘层边界的计算方法 被引量：3
1
作者 魏浩 孙凤举 +3 位作者 呼义翔 梁天学 丛培天 邱爱慈 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期347-354,共8页
长距离磁绝缘传输线内电极偏心、感应腔注入电流非均匀分布引起电子鞘层边界偏心等非对称磁绝缘特性.电子鞘层边界是研究非轴对称磁绝缘特性的重要参数.本文提出一种计算非轴对称磁绝缘电子鞘层边界的方法.通过引入角向非均匀分布的模数... 长距离磁绝缘传输线内电极偏心、感应腔注入电流非均匀分布引起电子鞘层边界偏心等非对称磁绝缘特性.电子鞘层边界是研究非轴对称磁绝缘特性的重要参数.本文提出一种计算非轴对称磁绝缘电子鞘层边界的方法.通过引入角向非均匀分布的模数,将经典一维轴对称Creedon稳态磁绝缘理论推广应用于圆柱坐标系下二维(r,θ)平面.建立了感应电压叠加器次级非轴对称磁绝缘的二维Creedon物理模型,给出了非轴对称磁绝缘电子鞘层边界的数值计算方法和计算误差.当阴极角向磁场(阴极电流)角向分布满足余弦函数时,电子鞘层边界接近高斯分布.阴极电流角向不均匀程度越大,电子鞘层边界偏心程度越严重,计算误差越大. 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器 注入电流非均匀分布 非轴对称磁绝缘 电子鞘层边界
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单/双路馈入磁绝缘感应电压叠加器感应腔角向传输线的优化 被引量：3
2
作者 魏浩 孙凤举 +3 位作者 邱爱慈 梁天学 呼义翔 尹佳辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2232-2237,共6页
角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针... 角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针对双路和单路两种脉冲馈入方式,分别给出了优化的角向传输线结构。采用3维全尺寸、瞬态电磁模型对馈入电流角向分布和感应腔输出脉冲进行了模拟计算。结果表明,双路馈入MIVA感应腔馈入电流均匀性较好,设计角向传输线时首要考虑因素是降低角向线阻抗来改善感应腔输出脉冲响应,减小输出波形畸变。单路馈入MIVA感应腔馈入电流不均匀程度显著增大,采用非对称的角向线结构可提高馈入电流均匀性。双路和单路馈入MIVA感应腔电流角向不均匀系数最低分别为3%和9%。 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器 脉冲馈入方式 角向传输线 电流角向均匀性 阻抗匹配 瞬态电磁模型
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欠匹配型磁绝缘感应电压叠加器次级阻抗优化方法 被引量：1
3
作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 呼义翔 邱爱慈 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第20期255-261,共7页
磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)次级阻抗对脉冲功率驱动源和负载之间的功率耦合具有重要影响.基于稳态磁绝缘Creedon层流理论和鞘层电子流再俘获(re-trapping)理论,建立了负载欠匹配型MIVA电路分析方法,数值分析获得了MIVA输出参数(输出电... 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)次级阻抗对脉冲功率驱动源和负载之间的功率耦合具有重要影响.基于稳态磁绝缘Creedon层流理论和鞘层电子流再俘获(re-trapping)理论,建立了负载欠匹配型MIVA电路分析方法,数值分析获得了MIVA输出参数(输出电压、阴/阳极电流和电功率)随负载欠匹配程度的变化规律.考虑阴极传导电流作为闪光X射线照相二极管的有效电流,建立了以MIVA末端X射线剂量率最大为目标的次级阻抗优化方法.获得了欠匹配型MIVA次级优化阻抗Z_(op)~*的变化规律:随着X射线剂量率对电压依赖程度提高,欠匹配型MIVA次级优化阻抗Z_(op)~*呈指数降低;负载阻抗越大,Z_(op)~*越大. 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器 次级阻抗 磁绝缘最小电流 鞘层电子流再俘获
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磁绝缘感应电压叠加器注入电流空间非均匀分布及影响因素分析 被引量：1
4
作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 邱爱慈 呼义翔 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第20期62-70,103,共10页
磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典... 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)脉冲馈入方式导致感应腔注入电流空间非均匀分布,这对感应腔性能(如等效电感、电磁场分布、输出参数等)和MIVA次级磁绝缘特性(如电子鞘层、流阻抗、电流损失等)产生影响。建立MIVA感应腔全电磁模型,并得到典型结构下感应腔初级注入电流空间分布和次级磁场强度的分布特性。给出电流不均匀系数δ(t)的动态变化过程,仿真分析注入电流脉宽、感应腔初级绝缘介质、脉冲馈入路数及时间抖动等因素对δ(t)的影响规律。结果表明,δ(t)动态过程分为快速下降、稳定和缓慢下降三个阶段,注入电流脉宽影响稳定阶段持续时间和缓慢下降阶段;初级绝缘介质影响感应腔内电磁脉冲传播速率,进而对电流空间分布产生影响;注入脉冲路数对注入电流空间分布有决定性影响;双路脉冲馈入感应腔注入时间不同步时,不均匀系数发生改变。开展了单级感应腔注入电流空间分布实验,验证了电磁计算的正确性。 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器 感应腔 注入电流 空间非均匀分布 不均匀系数
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感应电压叠加器次级非轴对称磁绝缘物理模型和数值分析
5
作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 邱爱慈 呼义翔 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1968-1974,共7页
针对感应腔注入电流非均匀分布引起的感应电压叠加器次级非轴对称磁绝缘问题,在磁绝缘经典层流理论基础上,通过引入角向非均匀分布的模数,将经典一维轴对称磁绝缘Creedon理论推广至两维（r,θ）平面,建立了圆柱坐标系下二维层流物理模型... 针对感应腔注入电流非均匀分布引起的感应电压叠加器次级非轴对称磁绝缘问题,在磁绝缘经典层流理论基础上,通过引入角向非均匀分布的模数,将经典一维轴对称磁绝缘Creedon理论推广至两维（r,θ）平面,建立了圆柱坐标系下二维层流物理模型,推导了磁绝缘电参数（电磁场、空间电子密度、电子鞘层等）与相对论因子γ（r,θ）的关系。当给定边界条件（阴极磁感应强度角向分布）时,数值求解物理模型,获得了感应电压叠加器次级非轴对称磁绝缘电参数的二维分布。当感应电压叠加器次级阴极磁感应强度满足余弦分布时,磁绝缘电子鞘层边界近似呈高斯分布。在靠近馈入点的角向位置,由于磁感应强度较大,电子鞘层较薄,磁绝缘电子密度较大。阳极磁感应强度分布均匀性优于阴极,且两者相位相差180°,数值分析结果与RITS-3装置实验结果基本相符。建立的物理模型和分析方法可用于长距离磁绝缘线内筒偏心等非轴对称磁绝缘问题。 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器 注入电流非均匀分布 非轴对称磁绝缘 层流理论 电子鞘层
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电流非均匀分布对磁绝缘感应电压叠加器电子鞘层的影响 被引量：1
6
作者 魏浩 孙凤举 +1 位作者 邱爱慈 呼义翔 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2018年第2期81-89,共9页
磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔注入电流空间非均匀分布对次级磁绝缘电子鞘层和功率流传输产生影响.本文基于磁绝缘稳态二维层流模型,分析了电流非均匀分布对MIVA次级电子鞘层的影响规律.电流非均匀分布对磁绝缘电子鞘层影响较大,但... 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔注入电流空间非均匀分布对次级磁绝缘电子鞘层和功率流传输产生影响.本文基于磁绝缘稳态二维层流模型,分析了电流非均匀分布对MIVA次级电子鞘层的影响规律.电流非均匀分布对磁绝缘电子鞘层影响较大,但对电荷质心和磁绝缘流阻抗影响较小.对于给定磁绝缘参数(线电压V_0=4.1 MV、最小阳极电流I_(amin)=132 kA),当阴极电流不均匀系数δ_c约35%时,电子鞘层不均匀系数ζ约79.4%,流阻抗减小了5.6%;当δ_c增大至69.5%时,电子鞘层偏心导致阴-阳间隙局部短路.在磁绝缘最小阳极电流I_(amin)相同时,线电压V_0越低,电流非均匀分布的影响程度越显著.当线电压V_0由4.2 MV降低至1.4 MV时,引发间隙局部短路的阴极电流不均匀系数由69.5%降低至35%. 展开更多
关键词 磁绝缘感应电压叠加器(MIVA) 电流非均匀分布 非轴对称磁绝缘 电子鞘层
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