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爆磁压缩技术在众多领域都有重要的应用,本研究室研制的两种类型圆柱型螺线管爆磁压缩发生器(Helical explosively-driven magnetic flux compression generator, HEMCG)具有很高的可靠性和稳定性,在相关的课题任务中得到很好应用,随着对输出功率要求的提高,有必要对装置进行优化设计,研究如何提高装置的效率,以研制电流和能量放大倍数更大的装置,并得到更高的电流和能量输出。本文首先对HEMCG采用的馈电方式选择进行了理论计算,通过对直接馈电和间接馈电这两种馈电方式的电路求解,考察在相同的初始条件下,两种馈电方式所能提供的最大磁通量,得出了馈电方式选择的判据;同时利用PSpice电路模拟软件,对两种馈电方式下的等效电路进行了PSpice电路模拟。然后在理论和实验两方面对所得到的馈电方式选择判据进行了验证。本文电感的优化设计主要针对装置的第一级电感,在对电感优化设计所需的理论支撑进行总结的基础上,对装置进行了优化设计。从提高装置的电感变化率入手,通过理论分析与等效电路模拟,并参考国内外同行的研究经验,确定采用提高装置第一级线圈(HEMCG1)的电感、增加分段数并逐段增加所用铜线的线径,逐段增加并联股数等方法进行优化。延时控制系统是保证HEMCG正常运行的关键部件,介绍了传统平板型开关延时控制系统和本研究室目前使用的同轴型开关导通系统的工作机制,分析了其优缺点。在此基础上,利用ANSYS和LS-DYNA有限元分析软件的模拟分析功能,通过理论和实验研究,研制了固化的同轴式导爆索接通开关,使用固化同轴式爆炸开关的延时控制系统,其延时误差经实验验证~10%,符合HEMCG实验的精度要求。在理论分析与实验的基础上,提出了改进型HEMCG的设计方案。装置采用间接馈电提供初始磁通,馈电线圈为两根并联绕制,初始电感为56.2μH,HEMCG1初始电感得到加大,使用不同线径的铜线分六段绕制,HEMCG1初始电感为269.8μH。实验表明,使用220μF电容充电至5.5 kV电压,提供的初始磁通大于1 Wb,在输入能量2.7 kJ的情况下,可在4μH电感负载上输出约140 kA脉冲电流,电流上升时间12μs,输出能量约39 kJ,电流放大倍数为14.2倍,能量放大倍数达到14.4倍。