磁芯

模拟直线磁芯线圈

发布时间：

2023-08-02

模拟直线磁芯线圈

模拟直线感应加速器单组元系统

利用非线性线圈电路代替感应加速腔中的磁芯回路，对直线感应加速器的单组元系统进行了实验模拟。

首先确定每块磁芯的开关参数!加速腔采用的铁氧体磁芯大环的外径 JBA*#DD"内径FB)?CDD"厚度)B )A’+DD"最大磁通密度HDE]6HVB*’?#8$所以"磁通面积DB%JRF&)’)6?+ND)"平均磁路长度=B*%JQ F&’)6!)*ND"最大磁通量变化 %6DE]B)HVDB)’AD#1Z$ 采取轴向馈入方式(+)的加速腔的同轴磁芯回路可以视为一段传输线"其电感为 L%4P4*’)*&)&J%J’F& %A& 式中!真空磁导率4*B+*Y!*RC,’D$由于在脉冲情况下没有铁氧体磁芯大环的磁化曲线波形"因此4P 只能根据经验取值$在脉冲情况下，大多数文献都使用磁芯的平均磁导率4B4%4*B%H’%O"对于同样尺寸的铁氧体磁芯"4% 一般取+**"在模拟中"磁化时4P 取值+***"当饱和时则取值!*$考虑到馈入回路本身的电感，最后确定对每块磁芯回路取LDE=B!"&,"LLEOB*’A&,$ 国产铁氧体的相对介电常数*VBC’A"波在材料中的传输速度远小于光速，因此还必须考虑脉冲到达每块磁芯时间的差异$图?是对直线感应加速器单组元系统的模拟电路"其中加速腔总共有!!块铁氧体磁芯"在模拟电路中将磁芯同轴回路分成了!!段"以便更好的表现回路的时间特性"其中非线性线圈模型 _9032 对应图!中的电路"其涡流临界频率3IPP\取近似值!;,K"电容B 对应磁芯的轴向电容为 B %)**’&J%J’F&。

通过模拟!可以得到一些实验中无法测得的量"图A给出了加速腔中每块磁芯在脉冲到达时的励磁电流和磁通量变化的波形"由图中可以明显看到!每块磁芯在脉冲经过时的表现是不同的!磁芯受到励磁的时间顺序是由前到后!而磁芯达到饱和的时间顺序则是由后到前"这一结果与文献#A$的报道是一致的!说明在励磁过程中!同一时间不同位置的磁芯!其状态是不同的"即对加速腔磁芯而言!磁芯的激励和饱和不是瞬时发生的!而需要一个传播过程"在研制多脉冲 4-5 加速腔时!须考虑这种现象带来的影响。

综上所述!我们建立的线圈模型能够较好地模拟含磁芯的非线性电感的各种主要特性%在此模型基础上建立的感应加速腔模拟电路也能真实的反映感应腔在脉冲情况下的表现!从而为全面&深入研究感应腔的磁特性提供了条件。