State Simulation and Effect Analysis of Primary Multiple Injections in Coaxial Type Tesla Transformers

LIU Lei; QI Ruihan; XIA Xiaofei; LI Bin; FENG Bo; LI Dajian; FENG Ruifa; LI Min; PAN Ruijian; ZHANG Lei

doi:10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2026.08.010

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State Simulation and Effect Analysis of Primary Multiple Injections in Coaxial Type Tesla Transformers

High Voltage Technology | 更新时间：2026-09-16

- State Simulation and Effect Analysis of Primary Multiple Injections in Coaxial Type Tesla Transformers
- Southern Power System Technology Vol. 20, Issue 8, Pages: 114-123(2026)
- 作者机构：
  
  1.直流输电技术国家重点实验室（南方电网科学研究院），广州 510663
  2.广西电网有限责任公司电力科学研究院，南宁 530023
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the Joint Found of National Natural Science Foundation of China(U23B20132);the Science and Technology Project of China Southern Power Grid Co.,Ltd(GXKJXM20210264)
- DOI：10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2026.08.010
  CLC： TM84
- Received：06 May 2024，
  
  Online First：28 October 2024，
  
  Published：20 August 2026
- 稿件说明：
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刘磊,祁汭晗,夏小飞等.面向同轴型特斯拉变压器初级多路注入的状态仿真与效果分析[J].南方电网技术,2026,20(08):114-123.

LIU Lei,QI Ruihan,XIA Xiaofei,et al.State Simulation and Effect Analysis of Primary Multiple Injections in Coaxial Type Tesla Transformers[J].Southern Power System Technology,2026,20(08):114-123.
刘磊,祁汭晗,夏小飞等.面向同轴型特斯拉变压器初级多路注入的状态仿真与效果分析[J].南方电网技术,2026,20(08):114-123. DOI： 10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2026.08.010.

LIU Lei,QI Ruihan,XIA Xiaofei,et al.State Simulation and Effect Analysis of Primary Multiple Injections in Coaxial Type Tesla Transformers[J].Southern Power System Technology,2026,20(08):114-123. DOI： 10.13648/j.cnki.issn1674-0629.2026.08.010.

摘要

对同轴型特斯拉变压器作为脉冲驱动源方案的强电磁脉冲模拟装置，对特斯拉初级绕组开展同步注入是提升输出效果的有效途径，对电磁脉冲模拟装置性能优化具有重要意义。面向典型同轴型特斯拉变压器初级注入结构，研究初级绕组在不同注入条件下的电流分布状态和电阻、电感参数，分析多路注入的优势与参数要求。在反极性电容放电型触发器的基础上，建立触发仿真模型，分析回路隔离参数对于触发效果的影响，隔离宜采用电容隔离的方式，且容值应远大于开关结构电容值。多路注入能显著降低初级绕组阻值，提升电流分布均匀度，降低初级绕组电感，有效提高输出效率、降低磁芯重量。

Abstract

For the strong electromagnetic pulse(EMP) simulation device using a coaxial Tesla transformer as a pulse driving source

synchronous injection into the Tesla primary winding is an effective way to enhance the output effect

which is of great significance to optimize the performance of the EMP simulation device. In this paper

focusing on the primary injection structure of a typical coaxial-type Tesla transformer

the current distribution and corresponding resistance and inductance parameters of the primary winding under different injection conditions are studied

and the advantages and parameter requirements of multiple injections are analysed. Based on the reverse-polarity capacitor-discharge trigger

the trigger simulation model is established to analyse the influence of loop isolation parameters on the triggering effect

and it is appropriate to use capacitive isolation

and the capacitance value should be much larger than the capacitance value of the switching structure. Multiple injections can significantly reduce the resistance value of the primary winding

improve the uniformity of current distribution

and reduce the inductance of the primary winding

in order to improve the output efficiency and reduce the weight of the magnetic core.

关键词

Keywords

references

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