[发明专利]电参数在线可调的磁开关及电参数调节方法

权利要求书

1.一种电参数在线可调的磁开关，它包括磁芯(1)、开关绕组(2)；磁芯(1)由M块磁环(4)组成，每块磁环(4)的截面积为A，平均磁路长度为l，饱和磁感应强度为B_s，剩余磁感应强度为B_r，B_s和B_r为磁性材料的本征参数，A和l为磁芯的几何参数；开关绕组(2)为一段均匀缠绕在磁芯(1)上匝数为N的连续导线，连续导线的首尾两端点分别作为磁开关的输入端(5)和输出端(6)；其特征在于电参数在线可调的磁开关还包括复位电路(3)和处理模块(11)；复位电路(3)由复位电源(7)和复位绕组(8)组成；复位电源(7)为输出电流连续可调的电流源，复位电源(7)通过电缆或光纤与处理模块(11)进行数据交换，由处理模块(11)控制复位电源(7)输出的复位电流的幅值I₂；复位绕组(8)为一段均匀缠绕在磁芯(1)上绕组匝数为N_r的连续导线，导线的两端分别连接复位电源(7)的正、负两级；复位电源(7)产生的复位电流流经复位绕组(8)产生复位磁场这一磁场与高功率电脉冲和开关绕组(2)产生的开关磁场方向相反；

处理模块(11)是安装了复位电流解算软件的计算机，处理模块(11)通过光纤或电缆与复位电源(7)相连，并进行实时数据交换；复位电流解算软件从键盘接收应用场景需要的电参数即工作电压V、脉冲上升时间τ，通过公式解算出所需的磁感应强度变化量ΔB，再根据安培定律和选定磁性材料的磁滞回线，计算出所需复位电流的幅值I₂，Φ为磁通量，正比于磁开关工作电压与脉冲上升时间的乘积V·τ，N为开关绕组(2)匝数，M·A为开关绕组(2)内磁性材料的有效截面积。

2.如权利要求1所述的电参数在线可调的磁开关，其特征在于所述复位电源(7)输出电流在0-10A范围内连续可调。

3.一种对如权利要求1所述的电参数在线可调的磁开关进行电参数调节的方法，其特征在于包括以下步骤：

第1步，处理模块(11)从键盘接收结合实际应用环境需求输入的高功率电脉冲电压随时间的变化关系V(t)；

第2步，处理模块(11)内的复位电流解算软件根据磁通守恒定律计算磁开关工作所需磁通量Φ＝∫V(t)dt；

第3步，复位电流解算软件计算所需磁感应强度变化量其中，N为开关绕组(2)匝数，M·A为开关绕组(2)内磁性材料的有效截面积；

第4步，处理模块(11)内的复位电流解算软件计算磁开关中磁性材料的工作起始点B_start＝ΔB-B_s，B_s是磁性材料的本征特性；

第5步，根据磁性材料的磁滞回线，由处理模块(11)内的复位电流解算软件找出磁性材料的工作起始点B_start对应的复位磁场的磁场强度H_start；

第6步，处理模块(11)内的复位电流解算软件根据安培定律计算所需复位电源的输出电流l为磁环(4)的平均磁路长度，N_r为复位绕组匝数；

第7步，处理模块(11)内的复位电流解算软件向复位电源(7)输出幅值为I₂的恒定电流，产生实际应用环境需要的复位磁场，进而改变磁开关中磁性材料的复位深度，实现磁开关工作电压和脉冲上升时间的在线连续可调。