特斯拉线圈次级线圈的改进

发布时间：2023-03-26 14:14

　　特斯拉线圈是一种利用谐振方法产生高压电的装置,在高能物理研究、绝缘材料性能测试等方面都有相关的应用。在特斯拉线圈中,次级线圈是提升电压最为关键的部分,也是整个设计的重点。在目前的特斯拉线圈设计中,次级线圈广泛采用高度和直径比为4～6的尺寸参数,而很少有突破此范围。对于中小型的线圈,这样的比例尚可以接受;而对于大型的特斯拉线圈则显得不合适:不仅耗费材料,也给设计制作带来较大的困难,而且按照此比范围设计的线圈,实际电路模型与理论电路模型可能产生较大的误差。因此,本文提出了使用超出此比例范围的细长次级线圈的改进方案,分析了其相比于现有比例的次级线圈的优点,并通过实验验证了其工作效果。本论文的主要内容如下:对高度与直径的比值介于4～6的线圈和超过此比例的细长线圈进行了对比,说明了细长次级线圈不仅在大型特斯拉线圈的设计制作方面具有优势,而且线圈中各处电流分布一致性更高,实际电路模型与理论电路模型更为接近。介绍了特斯拉线圈的耦合电路模型。通过电路模型的分析计算得出了稱合电路谐振频率分裂的规律,并通过耦合电路的阻抗分析得出了应该使用分裂后较低的谐振频率去激励初级谐振电路的结论。在此基础上借助软件对双...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 特斯拉线圈的发展
    1.3 特斯拉线圈的分类
        1.3.1 火花间隙特斯拉线圈
        1.3.2 固态特斯拉线圈
    1.4 本论文研究意义及主要内容
第二章 特斯拉线圈原理
    2.1 引言
    2.2 串联谐振电路
        2.2.1 串联谐振电路零输入响应
        2.2.2 串联谐振电路的零状态响应
        2.2.3 串联谐振电路的稳态响应
    2.3 双谐振电路
        2.3.1 SGTC双谐振电路
        2.3.2 耦合电路阻抗变换
        2.3.3 DRSSTC双谐振电路
        2.3.4 耦合系数和频率差对谐振电压的影响
    2.4 电火花对次级电路谐振频率的影响
    2.5 次级线圈分布电容对线圈中电流的影响
    2.6 本章小结
第三章 细长次级线圈的实验验证
    3.1 引言
    3.2 特斯拉线圈实验平台的设计与搭建
        3.2.1 驱动电路设计
        3.2.2 双谐振电路设计
        3.2.3 机架的设计和实验平台的搭建
    3.3 电路参数对电路影响的验证
        3.3.1 电火花对次级电路的影响
        3.3.2 耦合系数和频率差对次级电压的影响
        3.3.3 不同高度和直径比对次级线圈电流分布的影响
    3.4 细长次级线圈效果的验证
        3.4.1 螺旋状初级线圈
        3.4.2 更长次级线圈实验验证
    3.5 一种新的防回流驱动方法
    3.6 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3771114