仝玮 1,1,2,2李华 1,1傅鹏 1,1王琨 1,1,2,2[ ... ]宋执权 1,1,*
1 中国科学院 等离子体物理研究所，合肥 230031
2 中国科学技术大学 科学岛分院，合肥 230026
对脉冲工况下超导磁体失超保护系统的晶闸管阀组缓冲回路参数进行设计和优化。基于晶闸管反向恢复电流的指数衰减模型建立了晶闸管关断时刻的电流数学模型。通过测试实验获得关键参数之间的关系并结合晶闸管性能及系统要求在Matlab中建立晶闸管电流反向恢复模型。考虑关断时刻电流下降率、反向恢复电压峰值等性能指标要求及回路研制费用，提出了一种脉冲工况下晶闸管缓冲回路的参数设计及优化方法。在Matlab中搭建失超保护系统模型，对比优化前后缓冲回路对系统在晶闸管关断时刻电气性能的影响，仿真结果显示，相比于原参数，最优参数下，反向恢复电压峰值降低了11%，反向恢复电压变化率峰值降低了43%。同时，回路制造成本降低为原先的1/7。
失超保护 晶闸管 缓冲回路 脉冲电流 quench protection thyristor snubber circuit pulse current 强激光与粒子束
2020, 32(2): 025015
1 中国科学院 合肥物质科学研究院, 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学 科学岛分院, 合肥 230026
中国聚变工程实验堆（CFETR）是中国自主设计的下一代聚变装置，其超导线圈的电流最大达到100 kA。失超保护系统尤其是直流保护开关的可靠性对于超导线圈的保护极为重要。分析了系统中泄能回路参数对CFETR失超保护开关的动作可靠性影响，首先通过理论计算分析杂散参数对开关动作的影响趋势，然后通过仿真求解关断过程中各支路电流电压来验证计算。计算结果证明，较大的泄能支路杂散参数将改变直流开关的关断参数，并降低直流保护开关的动作可靠性。最后对泄能电阻杂散电感提出小于120 μH的设计要求，确保系统安全可靠地运行。
失超保护 直流保护开关 杂散电感 泄能支路 可靠性 CFETR CFETR quench protection DC protection switch stray inductance discharge branch reliability 强激光与粒子束
2019, 31(8): 086001
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学 科学岛分院, 合肥 230026
大型超导测试平台用于测试大型超导磁性负载的性能。测试过程中, 当超导磁性负载失去超导性能时, 大量能量积聚于负载内部从而造成难以恢复的损害, 因此需要立刻通过失超保护系统将存储于超导磁性负载内部的能量转移出并进行有效的释放。在失超保护系统中移能电阻系统用于所转移能量的承载, 并通过热量排散的形式进行能量释放。针对大型超导测试平台中待测试超导磁性负载参数, 设计的移能电阻系统可以根据待释放能量总量、能量转移时间以及系统电气参数等需求, 通过改变电阻系统内部的连接结构从而调节移能电阻系统的能量转移过程。通过对移能电阻系统的矩阵模块化设计以及单移能电阻模块结构设计进行分析, 针对每个移能电阻模块的抗电磁应力、杂散电感、结构支撑等设计进行有限元仿真分析, 从而验证移能电阻系统设计的可行性。
大型超导测试平台 超导磁性负载 移能电阻系统 矩阵模块化设计 large superconducting fusion device superconducting magnetic load fast discharge resistor system matrix modular design 强激光与粒子束
2019, 31(3): 036002
