曹昭君，肖 铮，2

(1.国网电力科学研究院，湖北武汉430074;2.华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074)

1 引言

C型电枢是固体电枢电磁轨道炮常用的电枢结构型式，其结构设计对电枢中的电流分布以及电枢所受的电磁驱动力都有重要的影响［1］。合理的电枢结构设计不仅可以改善电枢中的电流分布，进而改善电枢内部发热，增大电枢的电磁驱动力，提高发射的能量利用效率，还可能强化电枢与轨道之间的电接触，在一定程度上抑制速度转捩的发生［1-4］。但由于受到计算机硬件和软件的限制，难以模拟电磁发射过程中电磁场的动力学过程。

文献［5］简单提到了电枢的结构尺寸变化引起的电流和焦耳热的变化趋势，但未分析其产生机理，且更侧重于对不同长度电枢的电磁发射实验研究。本文根据电枢的电流和焦耳热特性分布规律，采用时变电磁场的集肤效应与邻近效应等相关理论［6］，分析了静态时电枢中电流分布规律的产生机理，及电枢的结构尺寸变化对电流分布的影响机理，为优化电枢的结构提供了较好的参考作用。

2 电枢-轨道结构模型的建立

根据电磁轨道发射的原理，建立图1所示简化分析模型，计算电枢相对轨道电极静止的情况下，由图2所示大电流所引起的电枢内部电流场分布。基本假设:由于轨道和电枢的形变量都在0.25mm以下，对电磁场的影响很小，忽略电枢轨道的形变;假设电枢与轨道的接触为全接触，不考虑视在接触面与实际接触面的差异;由于电磁轨道炮内设计为密封结构，忽略与空气的对流换热。……