[发明专利]一种紧凑型脉冲大电流装置

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲功率技术领域，具体涉及一种紧凑型脉冲大电流装置。

背景技术

冲击大电流是脉冲功率研究的主要内容之一，其过程是以较低的功率通过较长的时间将能量储存在储能设备中，然后在极短的时间内将能量快速释放到特定负载上去，可获取上升时间很快、幅值很高的脉冲大电流，冲击大电流在国防、科研、工业制造等很多方面都有重要应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型脉冲大电流装置，实现一种可产生微秒级上升时间，幅值数百千安的紧凑型脉冲大电流装置的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种紧凑型脉冲大电流装置，包括依次形成回路的储能模块、传输电缆、汇流转换器、输出电缆和负载机构，所述储能模块内的能量通过多根传输电缆传输、经汇流转接器汇流后由一根输出电缆输出至负载机构。进一步的，本发明通过正充电电阻给电容器A充电，通过负充电电阻给电容器B充电，气体开关在外触发下导通，两个电容器串联放电，能量通过多根传输电缆传输至汇流转接器后，通过一根输出电缆输出至负载机构，之后作用在负载机构内的负载上，即可产生微秒级上升时间，幅值数千安的脉冲大电流。另外，能量通过多根传输电缆传输，多跟电缆并联，有利于降低阻抗，经过汇流转接器后由一根输出电缆输出，则更加方便连接负载。

所述储能模块包括外筒和安装在外筒两端的盖板以及底板，所述底板的底端接地、顶端把接电容器A的下端，电容器A的上端连接气体开关的正电极，并通过正充电电阻充正高压，气体开关的负电极连接电容器B的下端，并通过负充电电阻充负高压，电容器B的上端连接输出片，并通过绝缘支撑杆连接在盖板上。进一步的，利用两个电容器A和B储能，气体开关导通时，两个电容器以及气体开关串联放电，通过和传输电缆、盖板、外筒、底板组成放电回路，放电回路处于全屏蔽状态，具有很好的抗电磁干扰能力。

优选的，所述盖板上还装有旋压套，输出电缆内芯穿过旋压套和盖板后连接在输出片上、外芯通过旋压套与盖板相连接。进一步的，通过旋压套结构的设置，可有效保护输出电缆，并限定输出电缆与输出片稳定连接。

所述汇流转换器包括外导桶和上盖板，外导桶内套有绝缘筒，绝缘筒内装有转接导体，上盖板上有多个输入孔和一个输出孔，传输电缆内芯穿过输入孔连接在转接导体上，输出电缆内芯穿过输出孔连接在转接导体上，传输电缆和输出电缆外芯均连接在上盖板上。进一步的，以上结构为汇流转换器内部的具体结构。通过绝缘筒的隔离设置，可实现外导桶与转接导体之间的高压绝缘。

所述的负载机构包括外导管，外导管内套有绝缘管，绝缘管内装有内导体，内导体一端把接过渡接头、另一端连接负载，负载同时连接外导管，外导管通过紧固螺母二与抱压头相连接，传输电缆内芯穿过抱压头后与内导体对接并通过紧固螺母一与抱压头把接，使传输电缆外芯固定在抱压头内。进一步的，以上结构为负载机构内部的具体结构，通过负载机构过渡，传输路径由多路传输电缆过渡为一路输出电缆，该输出电缆长度可调节，因此本发明可将能量馈入较狭长的空间，用于开展特殊空间的相关实验。

在外导管与抱压头之间还设置有压块。进一步的，通过压块挤压传输电缆与绝缘管之间的密封圈，可防止内导体与外导管之间的沿面闪络。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种紧凑型脉冲大电流装置，采用双极性充电方式，储能模块为多个单级Marx模块并联组成，金属外壳设计为储能模块的大电流接地，结构紧凑，模块结构电感低，通过改变传输电缆长度和负载结构，装置放电电流上升时间可在数微秒范围内调节；

2、本发明一种紧凑型脉冲大电流装置，储能模块的元器件均布置在连接大电流接地的金属壳体内，因此具有较强的抗电磁干扰能力；

3、本发明一种紧凑型脉冲大电流装置，由于输出电缆长度可调节，因此本发明可将能量馈入较狭长的空间，用于开展特殊空间的相关实验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明装置的框架图；

图2为本发明储能模块的A面剖视图；

图3为本发明储能模块的B面剖视图；

图4为本发明储能模块中气体开关的剖视图；

图5本发明汇流转接器俯视图；

图6本发明汇流转接器剖视图；

图7本发明负载机构剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：