مطالعه نظري و طراحي يک مولد فشرده ساز شار مغناطيسي غيرانفجاري با پرتابه مخروطي

فهرست مطالب

 

 

عنوان………………………………………………………………………………………………………………………………………………..صفحه

مقدمه:  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 1

فصل اول: مروري بر مولد هاي پالسي …………………………………………………………………………………………………. 3

1-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4

1-2 تاريخچه مولد هاي پالسي …………………………………………………………………………………………………………… 4

1-3 ساختار سيستم توان پالسي …………………………………………………………………………………………………………..6

1-4 انواع سيستم هاي توان پالسي …………………………………………………………………………………………………….. 6

     1-4-1 مولّد فشرده ساز شار مغناطيسي …………………………………………………………………………….. 8

     1-4-2 مولّد مگنتو هيدروديناميکي انفجاري …………………………………………………………………… 10

          1-4-3 مولّدآهنرباي متحرک ……………………………………………………………………………………………. 11

          1-4-4 مولّد فرّوالکتريک …………………………………………………………………………………………………… 12

          1-4-5  مولّد فرّومغناطيس ………………………………………………………………………………………………. 13

فصل دوم:  اصول و مباني مولد هاي فشرده کننده شار …………………………………………………………………… 15

2-1 مباني فشرده سازي شار: …………………………………………………………………………………………………………… 16

2-2 انواع مولد هاي فشرده کننده شار  ……………………………………………………………………………………………. 17

            2-2-1 مولد مارپيچي …………………………………………………………………………………………………………. 17

            2-2-2 مولد صفحه اي ……………………………………………………………………………………………………….. 19

    2-2-3 مولد نواري ………………………………………………………………………………………………………………. 20

    2-2-4  مولد استوانه اي………………………………………………………………………………………………………. 21

             5-2-2مولد کروي ……………………………………………………………………………………………………………… 22

2-3 ساختمان و عملکرد مولد فشرده کننده شار مارپيچي انفجاري ………………………………………………. 23

2-4 تحليل مولد شار فشرده مارپيچي ……………………………………………………………………………………………… 25

-25 کاربرد هاي مولد هاي فشرده کننده شار …………………………………………………………………………………. 27

            2-5-1 شبيه ساز صاعقه قابل حمل …………………………………………………………………………………… 28

            2-5-2 گداخت هسته اي ……………………………………………………………………………………………………. 29

            2-5-3 طيف سنجي مغناطيسي در نيمه هادي ها ……………………………………………………………. 30

            2-5-4 مطالعه تغيير فاز در مواد مغناطيسي………………………………………………………………………. 31

            2-5-5 تغذيه ريل گان ها …………………………………………………………………………………………………… 31

فصل سوم: معادلات و محاسبات رياضي …………………………………………………………………………………………… 32

1-3 تعيين تابعيت شعاع آرميچر از زمان و موقعيت محوري ………………………………………………………….. 33

3-2  مدل فيلاماني دو بعدي ……………………………………………………………………………………………………………. 35

3-3 استخراج معادلات ماتريسي مولد مارپيچي ………………………………………………………………………………. 36

4-3 تعيين عناصر ماتريس هاي  و ……………………………………………………………………. 37

3-5 تعيين عناصر ماتريس مقاومت ………………………………………………………………………………………………….. 37

3-6 تعيين عناصر ماتريس اندوکتانس ……………………………………………………………………………………………… 38

فصل چهارم: نتايج و بحث …………………………………………………………………………………………………………………. 42

4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 43

2-4 تعيين سرعت متوسط گلوله مخروطي ……………………………………………………………………………………… 46

4-3 محاسبه شعاع آرميچر بصورت تابعي از زمان و موقعييت محوري …………………………………………… 46

4-4 محاسبه ماتريس مقاومت ………………………………………………………………………………………………………….. 48

4-5 بررسي و مقايسه ي  عناصر ماتريس مقاومت مولد انفجاري و غير انفجاري …………………………… 51

4-6 محاسبه ماتريس اندوکتانس ……………………………………………………………………………………………………… 53

4-7 بررسي و مقايسه ي  عناصر ماتريس اندوکتانس مولد انفجاري و غير انفجاري ………………………. 61

4-8 نتيجه گيري و پيشنهادات ………………………………………………………………………………………………………… 64

9-4 مشکلات …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

پيوست 1 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 66

پيوست 2 …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 69

پيوست 3 …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 72

پيوست 4 …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 75

منابع و مراجع ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 78

فهرست جدول ها

 

 

 

عنوان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………صفحه

جدول4-1 مشخصات مولد مارپيچي مورد نظر …………………………………………………………………………………..47

جدول 4-2 تغييرات درايه پنجم از قطر اصلي ماتريس مقاومت ………………………………………………………..49

جدول 4-3 تغييرات درايه  آخراز قطر اصلي ماتريس مقاومت …………………………………………………………..50

جدول4-4  مقايسه اندوکتانس هاي محاسبه شده مولد انفجاري و غير انفجاري ……………………………..52

جدول4-5  مقايسه اندوکتانس هاي محاسبه شده مولد انفجاري و غير انفجاري………………………………63

فهرست شکل ها

 

 

 

 

عنوان……………………………………………………………………………………………………………………………………………….صفحه

شکل1-1 مولّد مارپيچي يا حلزوني فشرده سازي شار………………………………………………………………………..10

شکل1‑2 مولّد مگنتوهيدرو ديناميکي محرکه انفجاري………………………………………………………………………11

شکل1‑3 مولّد آهنرباي متحرک انفجاري……………………………………………………………………………………………12

شکل1‑4 مولّد فرّوالکتريک………………………………………………………………………………………………………………… 13

شکل1‑5  مولّد فرّومغناطيس………………………………………………………………………………………………………………14

شکل 2-1 قانون فاراده و بقاي شار ……………………………………………………………………………………………………..16

شکل 2-2 اساس عملکرد يک مولد مارپيچي …………………………………………………………………………………….18

شکل 2-3  مقطع يک مولد صفحه اي ……………………………………………………………………………………………….19

شکل 2-4  مقطع يک مولد نواري ………………………………………………………………………………………………………20

شکل 2-5  مقطع دو نوع مولد استوانه اي…………………………………………………………………………………………..21

شکل 2-6  مقطع يک مولد کروي ………………………………………………………………………………………………………22

شکل 2-7 مولد فشرده ساز شار مارپيچي قبل از شروع به کار و در حين کار ………………………………….24

شکل 2-8 مدل مداري مولد مارپيچي ………………………………………………………………………………………………..25

شکل 2-9 مدارالکتريکي شبيه ساز صاعقه ………………………………………………………………………………………. 28

شکل 2-10 عکس شبيه ساز صاعقه قابل حمل[25]. 1-فيلتر 2-محفظه انفجار 3-FCG 4-کليد     باز شونده 5-درب محفظه انفجار 6-ترانسفورماتور پالس. ……………………………………………………………….. 29

شکل 3-1 تغييرات شعاع آرميچر برحسب موقعيت محوري در زمان هاي مختلف. ………………………. 33

شکل 3- 2تغييرات شعاع آرميچر بر حسب موقعيت محوري و زمان ……………………………………………… 34

شکل 3-3 تجزيه مولد مارپيچي به يک مدار مولفه z و n مدار مولفه  ………………………………………….. 35

شکل 3- 4 مدارهاي معادل براي مولد مارپيچي ………………………………………………………………………………. 36

شکل 4-1 نمايي از گلوله مخروطي ………………………………………………………………………………………………….. 43

شکل4-2  مدل طراحي شده مولد فشرده کننده شار مغناطيسي با گلوله مخروطي ……………………… 44

شکل4-3  نماي کلي مولد فشرده کننده شار غير انفجاري با گلوله مخروطي ……………………………….. 45

شکل4-4  شعاع حلقه هاي فرضي آرميچر در زمان هاي مختلف …………………………………………………… 48

شکل 4-5  نماي کلي ماتريس مقاومت ……………………………………………………………………………………………. 48

شکل 4-6  تغييرات پنجمين درايه قطر اصلي ماتريس مقاومت مولد فشرده کننده شار غير انفجاري بر حسب زمان اصلي ماتريس مقاومت مولد فشرده کننده شار غير انفجاري بر حسب زمان ………………. 49

شکل 4-7 تغييرات آخرين درايه قطر  ……………………………………………………………………………………………… 50

شکل 4-8 تغييرات پنجمين درايه قطر اصلي ماتريس مقاومت مولد فشرده کننده شار انفجاري بر حسب زمان ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 51

شکل 4-9 تغييرات  آخرين  درايه  ماتريس  مقاومت  مولد فشرده کننده شار انفجاري  بر حسب زمان…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 52

شکل4-10   نمودار  تغييرات  زماني  مولفه       از  ماتريس  اندوکتانس   مولد   فشرده  ساز   غيرانفجاري……………………………………………………………………………………………………………………………………………59

شکل4-11   نمودار  تغييرات  زماني  مولفه       از  ماتريس  اندوکتانس   مولد   فشرده  ساز   غيرانفجاري………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

شکل4-12   نمودار  تغييرات  زماني  مولفه        از  ماتريس  اندوکتانس  مولد   فشرده  ساز   غيرانفجاري……………………………………………………………………………………………………………………………………………60

شکل4-13  نمودار  تغييرات  زماني  مولفه     از  ماتريس اندوکتانس مولد فشرده ساز غير انفجاري………………………………………………………………………………………………………………………………………………….60

شکل 4-14 نمودار تغييرات زماني مولفه  از ماتريس اندوکتانس مولد فشرده ساز انفجاري …….61

شکل 4-15  نمودار تغييرات زماني مولفه  از ماتريس اندوکتانس مولد فشرده ساز انفجاري……..62

شکل 4-16 نمودار تغييرات زماني مولفه  از ماتريس اندوکتانس مولد فشرده ساز انفجاري ….. 62

شکل 4-17 نمودار تغييرات زماني مولفه  از ماتريس اندوکتانس مولد فشرده ساز انفجاري……. 63

شکل پ-1-1 قسمت مخروطي آرميچر ……………………………………………………………………………………………. 67

شکل پ-3-1 دو حلقه هم محور ……………………………………………………………………………………………………… 72