根据感应电压叠加器感应腔的工作需求, 针对感应腔磁芯的高效可靠应用, 一般在感应腔工作前都要对磁芯进行去磁, 以实现磁芯的利用最大化, 减少磁性材料用量, 降低设备体积和造价。通过对磁性材料性能的研究分析, 得出了相对于传统的脉冲去磁方式, 直流去磁具有电压低、电流小、易绝缘、电极烧蚀小、对变压器油无污染、成本低等优点的结论。根据去磁电流引入位置的不同, 研究了两种使用直流对感应腔磁芯进行去磁的方法, 并对这两种直流去磁的方法进行了深入地分析和模拟计算, 验证了直流去磁的可行性和优越性。

针对25 μm 2605TCA非晶涂层、25 μm 2605SA1非晶夹膜和50 μm DG6硅钢夹膜三种材料和工艺磁芯，对比研究了不同激磁条件下的磁化特性。结果表明：改变磁芯激磁条件，磁通密度变化量(ΔB)几乎不变，DG6硅钢夹膜磁芯和2605TCA非晶涂层磁芯ΔB均为3.1 T，2605SA1非晶夹膜磁芯ΔB仅为2.4 T；不同激磁条件下，相对磁导率变化较为明显，三种磁芯相对磁导率均随激磁特征参数的增加而迅速减小，当激磁特征参数由67 V/(cm2·ns)增加至129 V/(cm2·ns)时，2605SA1非晶夹膜磁芯最大相对磁导率由1800减小至1200，2605TCA非晶涂层磁芯最大相对磁导率由1100减小至400，相同激磁特征参数下2605TCA非晶涂层磁芯相对磁导率小于2605SA1非晶夹膜磁芯相对磁导率；DG6硅钢夹膜磁芯在快脉冲条件下磁化性能较差，最大相对磁导率仅为130。

为了提高脉冲变压器磁芯的利用率，需要给脉冲变压器施加退磁电流，使磁芯达到负向饱和点以获得最大的磁感应强度增量。研究了一种工作电压在几十伏的重复频率脉冲复位电路，产生反向脉冲电流，实现磁芯复位。研究了不同复位电容容量和充电电压条件下的磁芯复位效果，发现磁芯复位效果与复位电容所储存的能量具有正相关性。综合考虑脉冲变压器工作的要求，选用较低工作电压和较大复位电容容量的方案。对比分析了有无磁芯复位时硅钢带环形磁芯脉冲变压器的磁化特性，说明了加入复位电路的必要性。试验表明，该复位电路在50 Hz重复频率下可长时间稳定运行。

针对ns级脉冲电流信号的测量, 设计了一种带磁芯的新型自积分式罗氏线圈, 具有信噪比高、动态范围广等优点。屏蔽盒开气隙防止涡流。屏蔽盒外层采用聚氨酯进行整体封装, 聚氨酯层厚度大于1.5 mm, 可耐受大于20 kV的冲击电压。采用高压方波发生器与Pearson4100线圈对罗氏线圈标定。罗氏线圈的参数为: 灵敏度0.018 8 V/A, 最高上升时间小于20 ns, 方波脉宽300 ns, 最大峰值电流300 A。

针对“神龙二号”直线感应加速器所采用的非晶磁芯感应加速腔, 建立了能够兼顾结构参数和磁芯性能的加速腔电路模型。对与加速腔结构相关的各集总电容参数进行了计算, 并通过模拟波形与实验电压电流波形的对比, 确定了加速腔磁芯模块的参数设定, 实现了对非晶磁芯感应加速腔脉冲励磁过程较为准确的模拟。通过电路模拟, 可以得到脉冲励磁时加速腔各部分的电压电流分布, 为加速腔的结构优化和故障原因分析提供了有效的手段。

研制了一台基于双锥形绕组铁芯变压器的三谐振脉冲变压器, 具有结构紧凑、小巧轻便等优点。铁芯变压器磁芯由0.08 mm的硅钢薄带绕成半月形闭合结构, 放置于铝制紧固件中; 初次级绕组采用双绕组并联结构, 两个锥形高压绕组对称绕制在刻槽的有机玻璃骨架上并将高压从圆筒中轴线引出, 改善了绕组电场分布的不均匀性并实现了高压的同轴输出。铁芯变压器、LC调谐回路和27 pF脉冲形成线组成三谐振回路, 其中谐振电容为同轴结构电容, 谐振电感由直径0.08 mm的漆包线不均匀绕制于刻槽的有机玻璃绝缘体上。实验结果表明, 该三谐振脉冲变压器最大工作电压大于800 kV, 充电时间约为650 ns, 同时也验证了将双谐振铁芯脉冲变压器改造成三谐振脉冲变压器具有可行性。

采用带有开路磁芯的Tesla变压器与单筒脉冲形成线一体化结构,研制了一台基于Tesla变压器的紧凑GW级纳秒脉冲源,该源包括一个40 Ω脉冲形成线、内置Tesla变压器、初级电路及高压吹气主开关等,具有变比高、结构紧凑、能量传输效率高、便于重复频率运行等特点。给出了脉冲形成线、Tesla变压器和主开关等的工作原理、设计方法和模拟计算。实验结果表明,该脉冲源输出电压大于200 kV,脉冲宽度约8 ns,可以在重复频率100 Hz、平均输出功率1 GW情况下稳定运行,实验结果与理论设计相符。

研制了一套峰值650 kV、脉宽2 ns的窄脉冲发生器,具有结构紧凑、体积小巧、便于移动和产生优质的纳秒高压脉冲等优点。该发生器基于三谐振脉冲变压器原理和脉冲形成压缩实现窄脉冲输出,采用紧凑双锥形绕组铁芯变压器、LC调谐回路和27 pF,30 Ω脉冲形成线组成三谐振回路,油介质自击穿开关导通后在负载上获得高压脉冲。实验结果表明,该窄脉冲发生器可在80 Ω电阻负载上输出脉冲峰值约650 kV,脉宽约2 ns,与理论分析的结果相吻合。

对具有不闭合磁芯的Tesla变压器磁路进行了研究，计算了Tesla变压器磁路中磁力线分布以及各处磁感应强度分布，结果表明:在磁芯所在位置，磁力线主要集中在磁芯内部;在内外筒磁芯之间，磁力线主要分布在初次级线圈以外磁芯两端之间的空隙中。实际的Tesla变压器漏磁较小，分析了在没有漏磁的理想情况下Tesla变压器不闭合磁芯对初、次级线圈电感的影响，并给出了初、次级线圈电感的估算公式，利用估计公式得出的结果与实际测量对比，误差范围在15%以内，该公式在Tesla变压器设计和参数估算时不失为一种简便易行的处理方法。