电磁推进系统是一种新式的直线驱动系统,与普通直线驱动系统相比具有原理简单,运行速度高,加速性能良好等优点,具备良好的发展应用前景。根据电磁推进直线驱动系统原理,直线驱动系统分为脉冲电源子系统和电磁发射子系统。本文研究的脉冲电源子系统为基于高温超导脉冲功率变压器原理制成的脉冲电源,该电源储能密度高、能量传输效率高、输出脉冲幅值高,因此非常适合作为电磁驱动系统的脉冲电源。电磁发射子系统是接近实际应用并被众多学者及科研机构所研究的导轨型电磁发射装置。导轨型电磁发射装置在工作时,负载大小会随着电枢运动而改变,以往研究大都采用固定的负载值。本文在Simulink软件平台下,对电磁发射子系统建立动态负载模型、加力动态负载模型以取代固定负载,结果表明,相比于固定负载,使用动态模型能更精确地研究脉冲电源的放电特性。对脉冲电源子系统先进行单模块建模,将两子系统模型连接,获得完整的导轨型电磁推进直线驱动模型。在单模块脉冲电源供电下对驱动系统的部分参数改变进行仿真分析,研究发现,提高原副边电感的耦合系数k将大幅提高残余能量回收率,对缩短设备的二次运行时间有重要意义;改变电感值L₂,可以明显影响发射速度,为改善直线驱动系统的电磁发射性能提供参考;电容C值的变化,对电路关断电压有较大的影响,较低的关断电压降低对断路器的性能要求,对减少设备投资降低设备造价有重要意义。由于单模块电源产生的脉冲电流能量小,所以建立了多模块放电模型。对多模块脉冲电源供电下进行驱动系统仿真分析,仿真结果表明,多模块脉冲电源并联放电模式能产生更高等级的电流脉冲,可大幅提高发射速度。此外,为了更精确的探究电磁推进系统发射性能,本文考虑滑动摩擦力和空气阻力的影响。将导轨型电磁发射装置在Ansys软件平台下建立电枢—导轨模型,对该模型进行三维瞬态分析。研究在基于高温超导脉冲功率变压器原理的脉冲电源供电下电枢在电磁发射过程中的电流密度、焦耳热和电磁力分布情况。结果显示,C型固体电枢圆角内侧和电枢边沿外侧是电流密度和焦耳热分布高度集中的两个区域。在电磁发射时,电枢在X轴方向上的受力提供直线运动的动力,在Y轴和Z轴上的受力易造成电枢形变与破损。