范文迪 1,2管锐 2,3张健 2,3黄懿赟 2,3,*
作者单位
摘要
1 安徽大学 物质科学与信息技术研究院,合肥 230039
2 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
3 中国科学技术大学 科学岛分院,合肥 230026
为满足等离子体放电需求,垂直场电源需串联脉冲电感来改变输出电流参数。针对TT-1装置垂直场电源对输出电流的要求,对脉冲电感进行了设计与研制。根据电感的运行工况及参数,通过感应系数法和累积温升法进行详细的数学分析和结构设计。基于理论设计,建立Ansys仿真模型对电感进行了磁场及温升的研究。最后完成电感的研制,根据电桥测量和实验波形,实际电感参数与理论分析高度吻合,并对电感进行大电流条件下的疲劳实验和温升实验,验证理论设计的可靠性。
TT-1装置 脉冲电感 垂直场电源 Ansys仿真 TT-1 device pulse inductor vertical field power supply Ansys simulation 
强激光与粒子束
2023, 35(6): 065006
作者单位
摘要
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 230031
为了满足复杂多变的电磁环境对正弦电流精度和变频调幅稳定输出的要求,提出了LC串联谐振理论与高频PWM调制技术相结合的设计思想。研制了一种多频点(10~3800 Hz)、电流高达8000 A的正弦波电源。FTD电源采用直流开关电源技术、SPWM调制技术和LC串联谐振理论。输出电流工作点包括10 Hz@8000 A、20 Hz@6000 A、30~110 Hz@5000 A和1.3~3.8 kHz@2400 A。采用电流反馈和频率反馈控制策略,输出电流精度可达5%。测试结果表明,FTD电源能够满足系统要求,实现了对偏滤器偏转磁场的强度和频率的调节,为偏滤器靶板的粒子热沉积效果的对比实验提供了支持。
磁体线圈电源 鱼尾偏滤器 串联谐振 EAST 正弦波电源 magnet coil power supply fishtail divertor series resonance EAST sine wave power supply 
强激光与粒子束
2023, 35(6): 066001
作者单位
摘要
1 中国科学院 合肥物质研究院 等离子体物理研究所,合肥 230031
2 中国科学技术大学,合肥 230026
设计一种电磁加载系统应用于分离式霍普金森杆实验装置,能够克服传统气压驱动的缺点,达到精确控制入射应力波的目的。通过对电磁加载技术的调研,了解不同加载方式的电压等级,确定低压加载方式;构建系统等效RLC回路,推导回路参数与入射应力波的函数关系。结合理论计算,利用有限元软件进行耦合场仿真,仿真发现放电线圈匝数对入射应力波的幅频特性影响较大,同时为了保证电磁能量的利用效率,需要保证感应线圈的厚度大于磁渗透深度,最后根据实验要求确定电磁加载系统各参数。按照加载系统参数搭建实验平台,进行霍普金森杆冲击实验,通过对入射应力波的测量,验证了理论计算及软件仿真的正确性。
电磁加载 霍普金森杆 入射应力波 低压加载 耦合场仿真 electromagnetic loading Hopkinson bar incident stress low voltage loading coupled field simulation 
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075009
芮军辉 1,2高宗球 1,2郭斐 1黄懿赟 1,2张健 1,2,*
作者单位
摘要
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,合肥 230026
4.6 GHz 低杂波电流驱动(LHCD)是EAST托卡马克装置辅助加热系统的重要组成部分。其阴极高压直流电源基于脉冲阶梯调制(PSM)技术,采用64个直流模块串联输出50 kV直流电压。单模块的调制频率设计为50 Hz,故而系统调节速度有限,面对实际运行中网侧电压波动引起的干扰时,电源无法做出更快速的响应与反馈调节,从而导致输出电压产生大幅波动,影响输出性能。为提高电源调节速度和抗干扰能力,设计了具有1 kHz调制能力的高频整流模块以替代部分原低频模块,利用高频模块的快速调节能力抑制输出电压的波动。实验结果表明,升级后的电源输出电压波动减小了50%,更好地满足速调管对于电压精度和稳定度的控制要求,保障了系统运行的可靠性。
高压电源 低杂波电流驱动加热 脉冲阶梯调制 高频调制 控制系统 high voltage power supply low hybrid current drive pulse?stepped?modulation?(PSM) high-frequency modulation control system 
强激光与粒子束
2021, 33(2): 026002
作者单位
摘要
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, 合肥 230026
为了实现高压等离子体放电的研究, 研制了一套满足负载要求的脉冲电源系统。该电源系统采用脉冲电容型电源拓扑方案并结合理论计算, 为实际电源研制提供关键的指导方案。为了更好地进行器件参数选型, 采用PSpice软件搭建仿真模型, 通过响应波形分析得到满足系统要求的器件参数。此外, 为该电源系统研制一套满足等离子体放电要求的控制系统。该控制系统采用通信方式为串口通信、Labview搭建上位机界面以及FPGA完成下位机的逻辑系统配置, 系统简单高效。
多级磁阱装置 脉冲电源 仿真模型 控制系统 等离子体 multi-stage magnetic trap device pulse power supply simulation model control system plasma 
强激光与粒子束
2019, 31(6): 065002
作者单位
摘要
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 研究生院科学岛分院, 合肥 230026
介绍了EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)中性束注入高压电源的综合保护方案。从主回路保护、电源模块保护和现场安全监测三个方面介绍了其基本原理, 详细阐述了现场安全监测器的硬件与软件实现方法, 并利用LabVIEW实现了上位机监控软件的开发。该系统对于频繁打火、安全风险很高的EAST-NBI高压电源提供了有效的安全保障, 对于EAST实验中人员和设备的安全具有重要意义。
中性束注入 PSM电源 高压电源保护系统 EAST EAST neutron beam injection PSM power supply protection system of high voltage power supply 
强激光与粒子束
2017, 29(6): 065010
杨志刚 1,2,*傅鹏 1,2黄懿赟 1,2江加福 1[ ... ]赵璐 1,2
作者单位
摘要
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 研究生院科学岛分院, 合肥 230026
介绍了国际热核聚变堆(ITER)装置的脉冲功率变电站(PPEN)一次系统的设计,包括主变压器、400 kV/66 kV/22 kV这3个电压等级的断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等的技术要求和选型设计。然后对PPEN系统进行了仿真分析,结果证明PPEN一次系统满足ITER运行的要求。最后对PPEN中方采购包的进展和后续工作进行了简要介绍。
国际热核聚变堆 脉冲功率变电站 稳态功率变电站 一次设计 电源 thermo-nuclear experimental reactor pulsed power electrical network steady-state electrical network primary design power supply 
强激光与粒子束
2017, 29(6): 065009
作者单位
摘要
中国科学院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
从一套用于回旋管测试台的基于脉冲阶梯调制(PSM)技术的-60 kV DC/50 A高压电源入手,提出了一套基于单片机和现场可编程门阵列(FPGA)的控制系统设计,不仅满足了电源系统各种运行尤其是1 kHz调制的要求以及各种监控的要求,还满足了回旋管测试台的各种逻辑控制与快速联锁保护的要求。最终测试结果表明: 该套电源及控制系统逻辑结构清晰,操作简洁,运行可靠,能够满足测试台系统对高压电源各项逻辑控制、精确定时控制、快速保护等控制要求。
电子回旋 脉冲阶梯调制 控制系统 现场可编程门阵列 electron cyclotron resonance heating pulse step modulator control system field programmable gate array 
强激光与粒子束
2017, 29(5): 055002

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