脉冲功率装置汇流区由电子发射导致的电流损失机制初步研究

摘要

本文面向大型脉冲功率装置聚龙一号(PTS),以电磁粒子模拟方法(PIC)为依托,围绕真空汇流区双层柱-孔盘旋(DPHC)结构区域,研究电子发射对DPHC结构在电流传输、汇聚过程中的影响.使用全三维大规模并行粒子模拟软件NEPTUNE3D,建立简化后的DPHC结构物理和几何模型,利用全电路数值模拟的方法获得PTS装置真空轴向绝缘堆处开路和短路电压波形曲线作为输入条件,计算得到DPHC结构中磁场强度分布.分别考虑是否存在电子发射过程,获得输出端电流损失随时间变化曲线,经过对比得到电流峰值时刻由阴极表面电子发射所导致的电流损失率约为0.46％～0.48％.