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摘要
活塞式磁通压缩发电机(P-MFCG)作为一种可重复使用的脉冲功率发电机,在电磁发射器的供电电源方面具有广阔的应用前景。发电机电枢上所受的洛伦兹力(电磁力)对发电机的发电效能有至关重要的影响。不同形状的电枢对螺旋线圈内部磁场强度和位形分布的影响不同,在螺旋线圈内所受的洛伦兹力也不同。该文首先对电枢的受力和作用进行了理论分析,得出影响发电效率的是电枢所受洛伦兹力的轴向分量。其次,通过理论计算,得出电枢表面所受轴向力最大时,电枢表面元法向矢量与该处磁感应线矢量应当满足的关系。然后,利用电磁场有限元分析软件Ansoft,对五种不同形状电枢上感应涡流所受的洛伦兹力进行了仿真。所得数据表明圆柱状电枢所受的轴向洛伦兹力最大,锥状次之,是其70%,但都是分布在电枢的棱边上;类半椭球状电枢受力最小,但分布最均匀;而另外两种电枢的形状相比之下没有优势,不可取。这些结论为电枢的优化设计提供了理论依据,也为P-MFCG的进一步研究提供了重要参考。
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单位中国人民解放军陆军工程大学
