作者单位
摘要
1 核工业西南物理研究院 聚变科学所,成都 610041
2 南昌大学 物理与材料学院,南昌 330031
托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回顾NCST球形托卡马克装置环向场线圈电源的原有方案后,设计了全控型和半控型两种方案,从电压电流的高次谐波、电流的可控性和纹波、改动成本和安装便捷性四方面对比两个方案的优缺点,最终选定半控型改造方案。根据现场条件制作电源改造柜,尽量减少对原有电源柜的改动。实际测试结果显示,两个电流台阶衔接正常,低电流台阶宽度可调、幅值可调,满足改造要求。
NCST 球形托卡马克装置 环向场线圈电源 预电离 双阶梯脉冲电流 NCST spherical tokamak toroidal field power supply preionization double-step pulse current 
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025012
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院 聚变科学所,成都 610041
为实现对环向场电流的高效准确控制,提高中国环流器二号M托卡马克装置的实验效率,开展了针对300 MV·A六相脉冲发电机组向环向场脉冲放电的仿真研究。从300 MV·A六相脉冲发电机组向聚变装置环向场供电系统的拓扑出发,以等效处理分析为基础建立了仿真模型并进行脉冲放电动态过程仿真。通过对比分析仿真波形与300 MV·A六相脉冲发电机组向HL-2A装置供电的实际波形,验证了仿真模型的可靠性和合理性。在此基础上进行了300 MV·A六相脉冲发电机组向HL-2M环向场供电过程仿真研究,根据不同的环向场电流平顶值,得到了其对应的300 MV·A六相脉冲发电机组励磁电压控制波形,可以作为下阶段装置高参数实验实际控制的重要参考和先进控制策略研究平台。
环向场 脉冲发电机组 供电系统 仿真研究 励磁电压 toroidal field motor generator power supply system simulation excitation voltage 
强激光与粒子束
2022, 34(6): 065002
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院 聚变科学所, 成都 610225
为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。
实时控制 确定性应用 脉冲电源 real-time control deterministic application pulse power supply LabVIEW RT LabVIEW RT LabVIEW FPGA LabVIEW FPGA 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 096003
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院, 成都 610225
为了控制快速变化的等离子体垂直位移, 研制了基于IGBT的大功率H桥快速可控电源, 额定参数为±500 V/±3 kA。旧的快控电源由于结构以及控制策略的原因, 导致IGBT关断过电压高、工作频率低、续流过程不可控产生的电压宽脉冲等问题。针对这些不足, 新的H桥快速控制电源首先重新设计了电源的结构, 使其更加紧凑, 减小了电源的寄生电感, 从而降低了IGBT的关断过电压。其次, 通过改变电源的控制方式, 电源的工作频率达到IGBT开关频率的2倍, 增大了电源输出电压的频率, 等效提高了电源的快速响应能力。同时, 为电源重新设计了一种可控的续流方式, 通过对IGBT的控制改变电路的续流回路, 使续流过程可控。通过实验研究可知, 电源的响应时间为125 μs, 在等离子体位移发生变化时电流能够快速响应, 控制等离子体位移, 保证托卡马克装置的正常放电, 并且通过新的续流控制方式, 使电源在续流时不会再出现续流不可控导致的宽电压脉冲问题, 输出电压能够有效地跟踪给定电压值变化。
水平场 H桥 倍频 续流 radial field IGBT IGBT H-bridge frequency doubling flyback 
强激光与粒子束
2016, 28(9): 095002
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院, 成都 610225
为满足HL-2A装置低杂波电流驱动等辅助加热系统的需要,分析设计了基于脉冲调制技术的大功率高压电源,为速调管提供阴极高压。高压电源采用了模块化串联的系统结构,通过控制算法的调节,电源输出连续可调,使低压低频直流脉冲电源转化为高压高频直流脉冲电源,还具有高功率、高稳定、高冗余的特点。重点对模块的器件参数、选型、工艺等进行详细设计分析,利用多绕组变压器的漏感作为模块的滤波电感, 选用特性更好的金属薄膜电容、绝缘栅双极晶体管等器件,优化模块结构; 设计了29个副边绕组的多绕组高压隔离变压器,设计了电源控制系统,得出适合本电源控制的控制算法,易于调整高压的幅值以及高压的上升下降时间。最后给出大量实验结果,验证电源的保护能力,两种主要的电源控制算法的可操作性及实用性。试验证明,此套电源不仅满足负载提出的快速保护的要求,其电源工作的稳定度等其他参数也满足设计要求。
辅助加热 脉冲调制 低混杂波电流驱动 高压电源 HL-2A HL-2A auxiliary heating pulse modulation lower hybrid current drive high voltage power supply 
强激光与粒子束
2016, 28(1): 015004
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院, 成都 610041
分析并设计了分压器的参数,采用高频无感釉膜电阻制作分压器,与基于压频转换的光纤隔离技术相结合,组成了HL-2A用高压电源测量系统。同时将数字信号处理芯片用于光纤转换环节,实现压频型A/D转换,简化线路,提高数据传输速度和信号干扰能力。该高压测量系统已运用于HL-2A装置的长脉冲(5 s)放电实验,结果表明:该系统不仅实现了DC 80 kV高压电源的高低电位完全隔离,而且所测量电压波形真实反映了电源的输出,为反馈系统和保护系统提供了实时电压数据信号。
脉冲高压 光纤隔离 压频转换 分压器 pulsed high voltage fiber isolation voltage to frequency conversion voltage divider 
强激光与粒子束
2012, 24(4): 780

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