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特种电源设计及仿真技术
中性束注入系统加速极电源高压部件设计
张鸿淇
李志恒
马少翔
*
张明
作者单位
摘要
华中科技大学 电气与电子工程学院,磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室,武汉 430074
基于负离子的中性束注入是未来大型托卡马克装置不可或缺的辅助加热方式。中性束系统中的加速极电源需要输出−200 kV电压和5 MW的功率,还经常面临负载短路和断路的特殊工况。过去对加速极电源的研究中缺少高压部分的方案设计,而电源中高压部件的绝缘设计是电源研制过程中必不可少的关键环节。据电源指标和特殊工况的特点,计算了电源高压部分的隔离升压变压器、高压整流器和高压滤波器的电路参数,并对这些部件基于油浸式绝缘进行了工程设计,通过有限元仿真分析进行了绝缘验证。仿真结果表明,这些部件中的电场强度最高为16.22 kV/mm,小于变压器油击穿场强并具有2倍的绝缘裕度。设计的高压部件结构可以满足电源的绝缘要求。
中性束注入
加速极电源
高电压
有限元仿真
绝缘验证
neutral beam injection
acceleration grid power supply
high-voltage
finite element simulation
insulation verification
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025011
特种电源设计及仿真技术
高压保护开关缓冲电路参数优化设计
李志恒
马少翔
*
张鸿淇
朱帮友
[ ... ]
潘垣
作者单位
摘要
华中科技大学 电气与电子工程学院 强电磁工程与新技术国家重点实验室,磁约束聚变与等离子体国际合作联合实验室,武汉 430074
目前的高压保护开关缓冲电路参数设计缺乏相关理论设计方法,同时缓冲电路方案由于设计过程中并未考虑分布电容影响,因此均为等参数设计方案,这种方法均压效果不够理想。为了解决目前参数设计中存在的问题,首先建立了含缓冲电路和杂散电感的MOSFET模型并对其关断过程进行了分析,从而得到了抑制电压尖峰的缓冲电路理论设计方法及表达式。针对串联均压未考虑分布电容的问题,通过构造等电位点,建立了含有分布电容的等效电路并进行分析,根据电荷方程等式得到了缓冲电路非等参数设计方法及表达式,该参数设计方法可以补偿分布电容造成的电压分布不均,并更好地指导高压保护开关的均压方案设计。为了验证参数设计的合理性进行了仿真分析,结果表明,最终得到的整体设计方案可以满足尖峰抑制以及均压的设计要求。
高压开关
缓冲电容
缓冲电阻
分布电容
均压
high voltage switch
snubber capacitance
snubber resistance
distributed capacitance
voltage-balancing
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025009
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