專利名稱：一種高能抗爆阻尼電感器及其制作工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及高能物理及電力電子領域，特別涉 及高壓直流電容器放電回路中的保護裝置。本發明主要應用在高壓直流電容器組儲能放電裝置中，解決裝置中同類產品在受到大電流電動力和驟熱膨脹沖擊時易爆裂損壞等問題。
背景技術：
一直以來，對于常規電感器，一般只要求達到其標稱電感量，且要求在滿足使用條件下盡量減小其直流內阻，降低電感器的損耗，提高其效率。近年來，隨著科研領域的拓展，特別是針對脈沖電容器組式放電裝置以及激光設備的不斷更新及新技術的不斷應用，迫切需要大功率抗爆電感器。本抗爆電感器，不僅要求保證電感量(單位UH)，而且要保證其構成電感器導體的直流電阻值(單位mQ)，且其通過電感器上的電流是IO4A至IO5A,要求其所能吸收的能量達IO6數量級。在大電流、高能量的情況下，電感器不僅要承受大電流的振動沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。

發明內容
本發明為實現其目的所采取的技術方案是在電感器的結構設計上，采取空心電感器的結構方式，以適應其大電流的工作范圍，解決了普通的亞鐵磁性材料電感器的飽和問題；在選用導體材料上，采用特制的銅鎳合金，既要保證所需電感量的前提下，其直流電阻值為規定參數值(HlQ)，而且還需要一定質量的金屬材料，才能保證電容器在放電過程中，電感器能夠吸收其放電所產生的能量(MJ)，而溫升必須在金屬材料所允許的范圍內，不至于被巨大能量產生高溫升，破壞電感器的結構。目前該產品成功應用于中國科學院的某型號裝置中，并得到了認同，引導了在其它應用領域的擴展。該電感器的工作原理圖如圖I所示。


圖I為本發明電感器的工作原理圖。圖2為本發明的主視圖。其中I為引出線接板，2為繞制合金材料，3為環氧樹脂澆注混合物，4為高溫纖維材料。圖3為本發明的俯視圖。
具體實施例方式下面根據附圖和具體實施實例對本發明作進一步說明。上述電路工作原理是有24路電容臺與24臺電感器相串后，再并聯連接，形成電容器組裝置。通過HV端子對電容器組進行充電，當充至所需電壓時，充電回路自動斷開；然后通過放電開關S1進行放電，從而在負載RL上產生巨大的能量。對于單路電感器來說，每臺電感器所吸收能量QL = 1/2*C*U2 ；若當其中一臺電容器出現故障短路時，那么其余的23臺電容器全部通過故障支路上的電感器進行放電，故障支路電感所吸收能量Qg= 1/2*C*23*U2。由此可見故障狀態下吸收能量也將是正常放電能量的幾十倍。在大電流、高能量的情況下，電感不僅要承受大電流的振動沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。
設計實例，典型電路中各元件參數值電感器L1-L24均為18y H，其阻抗均為50mQ ,電容器C1-C24均為150iiF，25kV，電容等效電阻值約15mQ，負載RL約5mQ。正常工作情況下的電感器能量為46. 875kJ，故障情況下，故障支路電感器所承受能量Qg為1078kJo
權利要求
1.本發明為一種高能抗爆阻尼電感器，主要用于高能物理及電力電子領域。當電路短路時，起到保護電路的功能。本電感器導體采用特制的銅鎳合金材料(1)，導體繞制成螺旋狀(2)，引出接線方式(3)，采用玻璃纖維帶及環氧網格布包裹制作工藝(4)，外形結構上采用環氧樹脂真空澆注(5)。
2.根據權利I要求，抗爆阻尼電感器采用上述(I)材料按照螺旋方式繞制成(2)狀態，然后引出用(3)進行連接，再用上述(4)進行纏裹，最后采用(5)進行整體成型澆注。
3.本發明既要保證其靜態參數值，如電感量、阻抗，又要保證其吸收系統中的電容器組在釋放高能量時，不發生結構外形上的破壞，避免損傷系統中其他元件，從而保證系統的可靠性。
全文摘要
本發明高能抗爆阻尼電感器，屬于高能物理及電力電子領域，特別涉及高壓直流電容器放電回路中的保護裝置，目前主要應用在高壓直流電容器組儲能放電裝置中。本發明通過采用特制銅鎳合金新導體材料、空心結構、螺旋繞制工藝等方式，解決在大電流(104A～105A)、高能量(106J)情況下，裝置中電感器因承受瞬時大電流的電動力沖擊和高能量注入時的熱膨脹易損壞，甚至產生嚴重的爆裂等問題。
文檔編號H01F27/28GK102623134SQ20111011208
公開日2012年8月1日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者劉凱, 鄧永峰 申請人:合肥博雷電氣有限公司