等離子體電流調(diào)制電源的研究與設(shè)計.pdf

1、抑制撕裂模不穩(wěn)定性是托卡馬克穩(wěn)定運行的重要研究課題，而動態(tài)等離子體電流調(diào)制抑制撕裂模是一種緩解等離子體破裂問題的新的理論方法，對將來托卡馬克及聚變堆的撕裂模甚至其他MHD不穩(wěn)定的控制是一種補充。為了進一步研究和實驗驗證電流調(diào)制的參數(shù)對撕裂模不穩(wěn)定性抑制的影響，本文以J-TEXT加熱場電源系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提出了電流調(diào)制電源的設(shè)計方案和控制方法，對逆變器并聯(lián)產(chǎn)生的環(huán)流問題進行了研究。
　　本文通過對大功率快控電源電路拓撲的調(diào)研和分析對比，

2、針對等離子體電流調(diào)制實驗的物理需求，研究并提出了電流調(diào)制電源的設(shè)計方案，重點討論了電源所采用的逆變器串并聯(lián)的電路拓撲、耦合電感循環(huán)對稱連接的電路拓撲以及電源單個模塊的設(shè)計。為實現(xiàn)電源的正常工作，研究并實現(xiàn)了電源的控制方法，重點研究了載波移相PWM調(diào)制技術(shù)和虛擬電阻均流控制技術(shù)。為了研究影響耦合電感抑制高頻環(huán)流效果的因素，建立了電路拓撲的數(shù)學(xué)模型，從理論上證明了該拓撲的高穩(wěn)定性和高電壓利用率，相比于普通的均流電感，耦合電感具有更小的質(zhì)量與

3、體積，并得出了最大環(huán)流的數(shù)學(xué)表達式，并對被抑制后的高頻環(huán)流波形的頻率與幅值進行了分析，在此基礎(chǔ)上確定了為達到合理的均流效果而設(shè)計的環(huán)流抑制方案。
　　在本文理論分析的指導(dǎo)下，結(jié)合電流調(diào)制電源的設(shè)計方案和典型工況設(shè)計參數(shù)，搭建了電流調(diào)制電源的MATLAB/Simulink仿真模型，并根據(jù)設(shè)計方案中的原理研制了四個逆變器并聯(lián)的樣機，對電路拓撲的數(shù)學(xué)模型及其分析結(jié)論進行了驗證。仿真和實驗結(jié)果表明，本文的理論分析是正確的，提出的設(shè)計方案和