J-TEXT托卡馬克等離子體破裂電磁能量處理系統(tǒng)研究.pdf

1、托卡馬克等離子體破裂時(shí)，巨大的電磁能量和內(nèi)能快速耗散作用在裝置上，通常會(huì)對(duì)裝置產(chǎn)生很大的沖擊和破壞，因而破裂防護(hù)是必須解決的問(wèn)題。J-TEXT正在開(kāi)展一種全新的基于等離子體破裂電磁能量轉(zhuǎn)移的破裂防護(hù)方法研究，而能量處理系統(tǒng)是這種全新的破裂防護(hù)方法必不可少的部分，將直接影響能量轉(zhuǎn)移的效率，進(jìn)而影響破裂緩解的效果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)J-TEXT轉(zhuǎn)移出來(lái)的能量特征及對(duì)能量處理系統(tǒng)需求，設(shè)計(jì)了能量處理系統(tǒng)方案。能量處理系統(tǒng)主

2、要包含四個(gè)單元，即基于氧化鋅壓敏電阻的能量吸收與過(guò)電壓保護(hù)單元，以保護(hù)能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；基于脈沖電容器的能量吸收儲(chǔ)存單元，以?xún)?chǔ)存轉(zhuǎn)移出來(lái)的等離子體破裂電磁能量；電阻耗能單元，作為能量吸收儲(chǔ)存單元故障時(shí)的備用處理單元；能量逆變回饋單元，以將儲(chǔ)存在電容中破裂電磁能量回收再利用。⑵根據(jù)能量處理系統(tǒng)方案，分別對(duì)各單元展開(kāi)了研究。建模分析了等離子體破裂過(guò)電壓產(chǎn)生原理，設(shè)計(jì)及研制了能量吸收與過(guò)電壓保護(hù)單元，并在J-TEXT上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試并取得良好的效

3、果，過(guò)電壓可有效限制在330V以下。在仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)及研制了脈沖電容儲(chǔ)能單元，并在J-TEXT裝置上做了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，轉(zhuǎn)移出來(lái)的電磁能量可達(dá)總破裂電磁能量的27.9％，儲(chǔ)存能量可達(dá)14%。在仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)及研制了電阻耗能單元，并在J-TEXT裝置上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)電阻耗能單元的處理，轉(zhuǎn)移出來(lái)的電磁能量可達(dá)總破裂電磁能量的43.4%。設(shè)計(jì)了逆變回饋單元方案，并利用PSIM軟件進(jìn)行了仿真研究，從而為下一步的實(shí)驗(yàn)測(cè)試提供指導(dǎo)。