RMP线圈用±8kA/650V电源变换系统研究
发布时间：2021-01-23 09:27
为了进行高品质高参数的等离子体研究,HL-2M装置将在真空室内布置共振磁扰动（RMP）线圈以抑制等离子体的边界局域模（ELM）和电阻壁模（RWM）等磁流体动力学不稳定性。本论文所研究的RMP电源主要用来向在真空室内布置的共振磁扰动线圈提供所需的电压和电流,以抑制等离子体的磁流体动力学不稳定性。本论文设计额定输出±8k A/650V的RMP电源变换系统,考虑到晶闸管数量较多,钢质整流柜体因大电流涡流引起发热及电流过大引起的磁场干扰等问题,主电路的基本拓扑结构选为带平衡电抗器的两个三相桥式全控整流桥并联。为实现给负载双向供电,每套电源由正向电源和反向电源组成,正（反）向电源均采用两个三相桥式全控整流桥并联构成12脉波。为降低注入电网的谐波电流和系统输出电压的脉动频率对系统的影响,整流变压器采用两台独立的变压器,且对应相电压相位互差30°,构成12相整流变压器组。采用以DSP为核心单元的全数字化,相位自适应触发控制技术,确保多路脉冲同时产生。整套系统还对保护电路进行了设计。最后,对软件和硬件进行仿真和调试,结果表明本论文设计的主电路和控制电路都能满足技术要求,其运行效果及性能良好。
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EAST装置RMP电源拓扑结构
图 1-1 EAST 装置 RMP 电源拓扑结构（2）HL-2ARMP 电源[23]中国环流器二号 A（HL-2A）由西南核物理院利用德国 ASDEX 装置主机 3 部件改建而成。HL-2A 装置在真空室内安装 6 个鞍形线圈，每 3 个鞍形线圈由一套 RM源供电，主要用于探索边缘局域模的驱动机理、物理特征及等离子体的控制技术。R源拓扑结构如图 1-2 所示。主电路由整流和逆变电路两部分组成。工作过程如下：交流电压经移相变压器降压后，通过三相全桥不可控整流滤波电路后，将直流电压 桥多电平逆变电路变成交流电，最后通过控制 IGBT 的开通关断来输出满足负载线需的电流和电压。变压器采用多绕组移相变压器，绕组间相位互差 6.67°，实现 整流器变压器组。RMP 电源输出额定电压和电流分别为 480V，4000A，电流最大峰值为 89.315A，交流 THD 小于 2%，负载为 6.92μH ，1.1mΩ。
西安石油大学硕士学位论文（3）J-TEXT DRMP 电源[24]在 J-TEXT 托卡马克装置中，12 个鞍形线圈（共四组）组建了 DRMP 线圈系统分布在真空室内，主要用于研究外加扰动磁场控制撕裂模不稳定性。DRMP 电结构如图 1-3 所示。DRMP 线圈供电单元包括直流单元和交流单元。直流部分波的晶闸管整流结构和 DC/DC 变换器；交流部分采用电压型串联谐振逆变器电MP 系统直流电源输出直流电流为±10kA，负载端电压为 100V，运行周期为 1s/3的爬升速度为 1kA/ms，最大纹波在 5%以内；交流单元输出电流频率为 1~6kH压为 300V，工作周期为 1s/3min，电流的总谐波畸变率小于 5%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电网谐波检测技术研究[J]. 张磊. 科技资讯. 2019(10)
[2]ITER超导磁体绝缘玻璃纤维放气性能分析[J]. 邢银龙,刘志宏,吴杰峰,王小明,吴欢. 真空. 2017(05)
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[5]低阻抗大电流脉冲整流变压器开发[J]. 刘军,张安红. 变压器. 2017(01)
[6]惯性约束聚变激光驱动装置用光学元器件的研究进展[J]. 邵建达,戴亚平,许乔. 光学精密工程. 2016(12)
[7]HL-2A共振磁扰动线圈电源的方案设计与仿真[J]. 任青华,王英翘,李青. 核聚变与等离子体物理. 2015(01)
[8]EAST装置磁体系统[J]. 杨循杰,马小栋. 洛阳理工学院学报(自然科学版). 2014(01)
[9]托卡马克高约束运行模式和磁约束受控核聚变[J]. 董家齐. 物理. 2010(06)
[10]托卡马克中等离子体破裂时的过电压研究[J]. 韩大华,傅鹏,黄松清,周谦之. 高电压技术. 2007(02)
博士论文
[1]EAST托卡马克长脉冲H模台基平衡和稳定性分析[D]. 王一丰.中国科学技术大学 2018
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[4]J-TEXT托卡马克装置脉冲电源系统的实现及运行分析[D]. 张明.华中科技大学 2008
硕士论文
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[3]HL-2M内部共振磁扰动线圈的初步设计及应力与热分析[D]. 岑义顺.华中科技大学 2013
[4]模拟蓄电池特性的直流电源的研制[D]. 李虎.长安大学 2012
[5]大功率器件的散热系统设计与研究[D]. 杨育良.华北电力大学 2012
[6]ITER极向场电源的仿真分析及短路故障问题研究[D]. 黄晖.合肥工业大学 2008
[7]合金钢轧辊激光熔凝应力数值模拟[D]. 占焕校.中国石油大学 2007
本文编号：2994977
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EAST装置RMP电源拓扑结构
图 1-1 EAST 装置 RMP 电源拓扑结构（2）HL-2ARMP 电源[23]中国环流器二号 A（HL-2A）由西南核物理院利用德国 ASDEX 装置主机 3 部件改建而成。HL-2A 装置在真空室内安装 6 个鞍形线圈，每 3 个鞍形线圈由一套 RM源供电，主要用于探索边缘局域模的驱动机理、物理特征及等离子体的控制技术。R源拓扑结构如图 1-2 所示。主电路由整流和逆变电路两部分组成。工作过程如下：交流电压经移相变压器降压后，通过三相全桥不可控整流滤波电路后，将直流电压 桥多电平逆变电路变成交流电，最后通过控制 IGBT 的开通关断来输出满足负载线需的电流和电压。变压器采用多绕组移相变压器，绕组间相位互差 6.67°，实现 整流器变压器组。RMP 电源输出额定电压和电流分别为 480V，4000A，电流最大峰值为 89.315A，交流 THD 小于 2%，负载为 6.92μH ，1.1mΩ。
西安石油大学硕士学位论文（3）J-TEXT DRMP 电源[24]在 J-TEXT 托卡马克装置中，12 个鞍形线圈（共四组）组建了 DRMP 线圈系统分布在真空室内，主要用于研究外加扰动磁场控制撕裂模不稳定性。DRMP 电结构如图 1-3 所示。DRMP 线圈供电单元包括直流单元和交流单元。直流部分波的晶闸管整流结构和 DC/DC 变换器；交流部分采用电压型串联谐振逆变器电MP 系统直流电源输出直流电流为±10kA，负载端电压为 100V，运行周期为 1s/3的爬升速度为 1kA/ms，最大纹波在 5%以内；交流单元输出电流频率为 1~6kH压为 300V，工作周期为 1s/3min，电流的总谐波畸变率小于 5%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电网谐波检测技术研究[J]. 张磊. 科技资讯. 2019(10)
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[4]EAST装置RMP线圈电源的优化设计[J]. 宋德勇,高格,傅鹏,盛志才. 核聚变与等离子体物理. 2017(02)
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博士论文
[1]EAST托卡马克长脉冲H模台基平衡和稳定性分析[D]. 王一丰.中国科学技术大学 2018
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硕士论文
[1]300T电渣炉单相低频供电电源变换系统研究[D]. 王辉.西安石油大学 2018
[2]HL-2A装置水平场电源有源滤波器研究[D]. 李洪.华中科技大学 2012
[3]HL-2M内部共振磁扰动线圈的初步设计及应力与热分析[D]. 岑义顺.华中科技大学 2013
[4]模拟蓄电池特性的直流电源的研制[D]. 李虎.长安大学 2012
[5]大功率器件的散热系统设计与研究[D]. 杨育良.华北电力大学 2012
[6]ITER极向场电源的仿真分析及短路故障问题研究[D]. 黄晖.合肥工业大学 2008
[7]合金钢轧辊激光熔凝应力数值模拟[D]. 占焕校.中国石油大学 2007
本文编号：2994977
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