并聯(lián)電爆炸絲斷路開關(guān)斷流特性模擬與分析

顧 林，張 合，石秀麗

（南京理工大學(xué) 智能彈藥技術(shù)國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京，210094）

電磁脈沖彈、磁爆加載彈藥等磁爆彈藥的能量和動(dòng)力都是由彈載磁通量壓縮發(fā)生器提供的。磁通量壓縮發(fā)生器往往采用高速斷路開關(guān)將其電感儲(chǔ)存的能量加載到負(fù)載上[1]。高速斷路開關(guān)和磁通量壓縮發(fā)生器的聯(lián)合運(yùn)行，可使得能量儲(chǔ)存階段和能量提取階段分割開來，并保障了阻抗匹配和脈沖成形。電爆炸絲斷路開關(guān)（Electro Explosive Breaker，EEB）的通斷時(shí)間短、斷路電流大、功率大、成本低，故在磁通量壓縮器脈沖形成網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最為廣泛[2]。

電爆炸斷路開關(guān)是一次性、破壞性開關(guān)，數(shù)值計(jì)算、模擬仿真對(duì)其設(shè)計(jì)有著重要作用。解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院朱翼超等人采用電阻率-比作用量模型，對(duì)含電爆炸絲元件的電路仿真模擬了整個(gè)電爆炸過程[3]。中國工程物理研究院蔣吉昊等人對(duì)電爆炸絲進(jìn)行了一維磁流體模型數(shù)值模擬[4]。國防科技大學(xué)楊漢武等人則建立了PSpice模型進(jìn)行了斷流分析[2]。英國 Loughborough大學(xué)開展了脈沖變壓器結(jié)合電爆炸絲斷路開關(guān)技術(shù)的研究[5]。這些建立的模型盡管能很好地解釋和符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但模型建立復(fù)雜，調(diào)試參數(shù)不方便，不利于開關(guān)設(shè)計(jì)。SIMULINK仿真模型相比較于數(shù)值模擬直觀，無需書寫大量程序公式函數(shù)，同時(shí)也避免了數(shù)值模擬計(jì)算的復(fù)雜性和不通用性，故本文利用SIMULINK軟件基于時(shí)變電阻模型，對(duì)并聯(lián)電爆炸絲斷路開關(guān)斷流特性進(jìn)行仿真分析，研究電爆炸絲的長度、根數(shù)和直徑等參數(shù)變化對(duì)斷路時(shí)間以及斷路電流的影響。……