Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Elektrisk respons hos sprängämnesdriven generator - studie av spole med statiska mässingskärnor

Elektrisk respons hos sprängämnesdriven generator - studie av spole med statiska mässingskärnor Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Holmberg Pär
Ort: Stockholm
Sidor: 43
Utgivningsår: 1995
Publiceringsdatum: 1995-05-12
Rapportnummer: (FOA-R--95-00108-2.3)
Nyckelord Kompression av magnetflöde, Elektrisk pulsgenerator, Sprängämne, Skineffekt, Virvelströmmar
Sammanfattning FOA bedriver studier av kompakta elgeneratorer med extremt hög elektrisk pulseffekt. Sådana generatorer är praktiskt intressanta i elektromagnetiska stridsdelar. I denna rapport studeras den elektriska responsen i en EMG, sprängämnesdriven generator, av typen spiralgenerator. Denna består av en spole med armatur inuti i form av ett rör fyllt med sprängämne. Då detta detoner araccelereras armaturen, som uträttar ett arbete på ett magnetfält inneslutet mellan armaturenoch spolen. På detta vis genereras en kraftig strömpuls. Såväl experiment som teoretiska beräkningar har gjorts i en statisk geometri. Den rörliga armaturen ersätts med ett antal mässingskärnor, där varje kärna motsvarar en viss tidpunkt i armaturens rörelse. Med olika kärnor placeradeinuti spolen mäts dess impedans som funktion av frekvensen (100 Hz-1 MHz). För några kärnor med enkel geometri redovisas teoretiska beräkningar av impedansen i samma frekvensområde. I dessa används den kvasistationära approximationen, vilken bl a inkluderar virvelströmmar i mäss ingskärnan och skineffekt i spolens lindning. Dock försummar approximationen den kapacitiva kopplingen mellan varven i spolens lindning. Den kvasistationära modellen ger god överensstämmelse med experimenten. En slutsats ur experimenten och de teoretiska beräkningarna är att virvelströmmar i spiralgeneratorns armatur och skineffekt i spolens lindning, märkbart kommer att påverka spiralgeneratorns funktion. Vidare gjordes antagandet att spolens induktans är proportionell mot den inneslutna volymen mellan kärnan och spolens lindning. Jämförelse med experiment data visar att det är en mycket god approximation för höga frekvenser (>10 kHz).
Abstract Compact electric generators with extremly high electrical power are studied at the National Defence Research Establishment. Such generators are of interest in electromagnetic warheads. In this report the electric response of an explosive magnetic flux compression generator, EMG, is studied. The generator, which is of the spiral generator type, consists of a solenoid and an armature inside it. The armature is filled with an explosive. When it detonates, the armature will accelerate, compressing the magneticfield, which is enclosed by the solenoid and the armature. In this way a powerful current pulse can be generated. In a first approach the motion of the armature is neglected, meaning that experiments as well as theoretical calculations are performed in a static geometry. The moving armature is replaced by a number of brass cores, where each core corresponds to one moment of the motion of the armature. With different kinds of cores inside the solenoid, its impedans is measures as a function of frequency (100 Hz-1 MHz). The impedance of cores with cylindrical shape are studied theoretically, quasi-static conditions are assumed. The approximation includes eddy currents in the core and skin effect in the solenoid. However, capacitive coupling in the system is not considered. The model is compared with the performed experiments. There is a good agreement for the inductance of the total system, while the resistance of the total system is low in the model for frequencies above 10 kHz. One conclusion from the results is that the losses due to eddy currents in the armature and skin effect of the solenoid will have great influence on the behaviour of the spiral generator. For high frequencies (>10 kHz) the inductance of our solenoid is proportional to the enclosed volume between the core and solenoid.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182