储能型Marx发生器的串联电感计算
3部件法
顾名思义部件法就是根据构成Marx发生器所有部件,逐个进行计算各自的自感和相互之间的互感,再计算自感和互感的代数和。部件法中储能电容器等效电感和火花开关电感直接采用部件设计给出的值,部件之间连接板的电感需要从电感的基本定义和部件的实际结构进行估算。如图l所示的两排电路可等效成图3所示的两排的串联电路,图中虚线代表排内和排问连接板,实线代表储能电容器和火花开关,箭头指示了电流流向。可见.无论在排内还是排问,发生器建立后,都有流向相反的电流。发生器的电感应是所有部件总自感和总互感之和,即
式中,ΣL,为自感之和;ΣM。为互感之和;其中总自感为
式中,ΣL.为连接板的自感之和,包括排内连接板和排间连接板的自感;ΣL。为电容器电感之和;ΣL。为火花开关自感之和;L。为输出引线电感,L。为接地电感。
3.1总自感计算
连接板的自感可采用平板导体的电感计算公式计算
式中,H为宽度,A为厚度,b为长度,cm;L为连接板自感,nH。
排内连接板是指储能电容器2与3,4与5和6与7之间的连接板,排间连接板是指电容器8与9之间的连接板。对于图2所示典型Marx结构,排内连接板尺寸为:b=28cm,H一35.6cYn,A一1.Ocm,L一68nH。两排中共有6个相同的连接板,排内连接板电感共为408nH。对于6=65.6cm,H一35.6crfl,A=1.Ocm的排间连接板。L=249nH。典型两排结构Marx发生器的连接板总自感为ΣL-=657nH。
单个储能电容器分布电感为35nH,两排16个电容器的总电感为ΣL。=560nH。
单个气体火花开关的分布电感为200nH,每个开关与电容器连接的端头分布电感20nH,两排8个开关的总自感ΣL。=1760nH。