電磁發(fā)射是一種全新的發(fā)射方式，電磁發(fā)射技術(shù)在軍事和民用領(lǐng)域都有巨大的潛在優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。按照發(fā)射長度和末速度的不同，電磁發(fā)射技術(shù)可分為電磁彈射技術(shù)、電磁軌道炮技術(shù)和電磁推射技術(shù)。這3種技術(shù)的基本原理相同，涉及的具體關(guān)鍵技術(shù)有一定差別，但總的技術(shù)可概括為脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù)、大功率變流技術(shù)、電磁發(fā)射執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)和電磁發(fā)射控制技術(shù)。本書主要對這 4 種技術(shù)做了較為詳細(xì)的闡述與說明，對電磁發(fā)射技術(shù)的主要應(yīng)用進(jìn)行了介紹，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。本書可作為電氣工程，特別是電磁發(fā)射等相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的授課教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員、研究人員的參考用書。
馬偉明，海軍工程大學(xué)艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，博士生導(dǎo)師。中國工程院院士，專業(yè)技術(shù)一級，國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評議組第五屆學(xué)科評議組成員，第六、七屆評議組召集人，國家級科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)領(lǐng)軍人物，國家有突出貢獻(xiàn)的中青年專家、十佳全國優(yōu)秀科技工作者，國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、何梁何利科技成就獎(jiǎng)、國家杰出專業(yè)技術(shù)人才獎(jiǎng)、首屆"八一勛章”獲得者，國際電機(jī)會(huì)議指導(dǎo)委員會(huì)委員，全國優(yōu)秀博士學(xué)位論文指導(dǎo)教師，中共十八屆、十九屆中央候補(bǔ)委員，第九、十一、十二和十三屆全國人大代表，中國科協(xié)全委會(huì)八屆常委、九屆副主席。
第 1 章 緒 論 ..................................................................................................1
1.1 電磁發(fā)射技術(shù)概述 .............................................................................1
1.1.1 電磁發(fā)射技術(shù)基本概念 ........................................................5
1.1.2 電磁發(fā)射技術(shù)分支 ................................................................7
1.1.3 電磁發(fā)射技術(shù)優(yōu)勢 ..............................................................11
1.2 電磁發(fā)射技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................16
1.2.1 電磁發(fā)射技術(shù)發(fā)展歷程 ......................................................16
1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................................23
1.2.3 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................................25
1.3 電磁發(fā)射關(guān)鍵技術(shù) ...........................................................................28
1.3.1 脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù) ......................................................29
1.3.2 大功率變流技術(shù) ..................................................................30
1.3.3 電磁發(fā)射執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù) ......................................................31
1.3.4 電磁發(fā)射控制技術(shù) ..............................................................32
1.4 小結(jié) ...................................................................................................32
第2章 電磁發(fā)射能量存儲(chǔ)技術(shù) ...................................................................33
2.1 能量存儲(chǔ)技術(shù)概述 ...........................................................................33
2.1.1 定義及分類 ..........................................................................33
2.1.2 能量存儲(chǔ)技術(shù)性能對比 ......................................................35
2.1.3 發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 ..................................................................36
2.2 脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù) ...................................................................38
2.2.1 脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù)概述 ..............................................38
2.2.2 脈沖功率能量存儲(chǔ)方式及性能對比 ..................................40
2.2.3 脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................42
2.2.4 脈沖功率能量存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用前景 ..................................49
2.3 慣性儲(chǔ)能 ...........................................................................................50
2.3.1 電磁發(fā)射飛輪儲(chǔ)能技術(shù) ......................................................50
2.3.2 電磁發(fā)射同步電機(jī) ..............................................................52
2.3.3 電磁發(fā)射補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī) ..................................................64
2.4 蓄電池儲(chǔ)能 .......................................................................................74
2.4.1 蓄電池概述 ..........................................................................75
2.4.2 電磁發(fā)射初級能源蓄電池系統(tǒng) ..........................................77
2.4.3 電磁發(fā)射蓄電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) ..........................................78
2.5 電容儲(chǔ)能 ...........................................................................................85
2.5.1 電容儲(chǔ)能概述 ......................................................................85
2.5.2 電容器充電方式 ..................................................................91
2.5.3 電容儲(chǔ)能型電磁發(fā)射脈沖功率電源系統(tǒng) ..........................96
2.6 電感儲(chǔ)能 .........................................................................................100
2.6.1 電感儲(chǔ)能概述 ....................................................................100
2.6.2 超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng) ....................................................................102
2.6.3 電感儲(chǔ)能型脈沖功率電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及斷路開關(guān)關(guān)
斷技術(shù) ................................................................................105
2.6.4 用于電磁炮的超導(dǎo)脈沖功率電源設(shè)計(jì) ............................110
2.7 混合儲(chǔ)能 .........................................................................................113
2.7.1 混合儲(chǔ)能概述 ....................................................................113
2.7.2 電磁發(fā)射混合儲(chǔ)能系統(tǒng)組成 ............................................116
2.7.3 電磁發(fā)射混合儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) ....................................117
2.8 小結(jié) .................................................................................................120
第 3 章 大功率變流技術(shù) .............................................................................121
3.1 概述 .................................................................................................121
3.2 大容量開關(guān)器件的串并聯(lián)技術(shù) .....................................................124
3.2.1 串聯(lián)問題 ............................................................................126
3.2.2 并聯(lián)問題 ............................................................................128
3.3 脈沖間歇整流技術(shù) .........................................................................132
3.3.1 脈沖間歇整流電路拓?fù)?....................................................133
3.3.2 脈沖觸發(fā)邏輯設(shè)計(jì) ............................................................136
3.3.3 觸發(fā)故障診斷策略設(shè)計(jì) ....................................................140
3.4 脈沖式逆變技術(shù) .............................................................................142
3.4.1 三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分析 ........................................142
3.4.2 三電平逆變電路的 SVPWM 控制 ...................................151
3.4.3 H 橋級聯(lián)多電平逆變器 ....................................................160
3.5 脈沖成形技術(shù) .................................................................................169
3.5.1 脈沖成形技術(shù)概述 ............................................................169
3.5.2 單模塊 PFN 放電回路分析 ...............................................170
3.5.3 多模塊 PFN 放電回路分析 ...............................................172
3.5.4 PFN 系統(tǒng)元器件選擇 ........................................................177
3.6 小結(jié) .................................................................................................180
第 4 章 電磁發(fā)射執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù) .................................................................181
4.1 概述 .................................................................................................181
4.1.1 脈沖直線電機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................181
4.1.2 電磁軌道炮的導(dǎo)軌和電樞研究現(xiàn)狀 ................................185
4.1.3 線圈型電磁發(fā)射器線圈技術(shù)研究現(xiàn)狀 ............................187
4.2 直線感應(yīng)電機(jī) .................................................................................188
4.2.1 直線電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與原理 ............................................188
4.2.2 直線電機(jī)裝置組成 ............................................................192
4.2.3 電磁彈射多定子直線感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及控制
方程 ....................................................................................194
4.2.4 電磁彈射直線感應(yīng)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù) ................................201
4.3 永磁直線同步電機(jī) .........................................................................216
4.3.1 直線同步電機(jī)基本概念 ....................................................217
4.3.2 永磁直線同步電機(jī)的基本原理及特點(diǎn) ............................218
4.3.3 永磁直線同步電機(jī)模塊化技術(shù) ........................................223
4.3.4 變結(jié)構(gòu)永磁直線同步電機(jī)的自律分散控制技術(shù) ............225
4.4 電磁軌道炮導(dǎo)軌及電樞 .................................................................231
4.4.1 電磁軌道炮的工作原理 ....................................................231
4.4.2 電磁軌道炮的電樞技術(shù) .............................................
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