ITER垂直場快控線圈電源樣機及其PWM充電器的設計.pdf

1、ITER聚變裝置是一個具有非圓截面的超導托卡馬克裝置，其非圓截面結構會拉長等離子體位形，拉長等離子體在垂直方向上具有不穩(wěn)定性，需要加以良好的控制。ITER裝置中的VS3電源是ITER垂直場快控線圈電源，該電源需要滿足快速跟蹤給定電流的要求并產(chǎn)生反饋控制磁場，達成控制等離子體垂直方向上的位移的目的。
　　為驗證ITER VS3電源的設計可行性，現(xiàn)根據(jù)VS3電源相關技術參數(shù)設計一臺電源樣機，此電源樣機為AC-DC-AC結構，要求能夠輸

2、出短時8kA/320 ms的暫態(tài)電流和有效值1.2 kA的穩(wěn)態(tài)電流，并能夠維持直流側電壓穩(wěn)定在2.4 kV。
　　本文提出了VS3電源樣機的概念設計方案，計算了三相整流器的充電功率、整流變壓器的技術參數(shù)以及直流側電容的容量，在2.4 kV的直流側電壓的基礎上設計出了樣機逆變器的拓撲結構，并計算了逆變器IGBT模塊的功耗及溫升。
　　在VS3電源對電壓電流波形質(zhì)量、充電功率、對電網(wǎng)影響等需求基礎之上，對比分析了現(xiàn)有主流整流器的

3、拓撲結構，并最終確立的三相PWM整流器的適用性;介紹了IGBT模塊的重要技術參數(shù)并進行了選型，根據(jù)PWM整流器瞬態(tài)電流跟蹤指標探討了一種新型的交流側電感設計策略。
　　在三相電壓型PWM整流器數(shù)學模型的基礎之上簡要介紹了PWM整流器運用最為廣泛的雙閉環(huán)控制策略及固定開關頻率的電流控制策略，在對雙閉環(huán)控制策略作出一定的修改之后探討了一種適用于樣機技術需求的最大電流控制策略。
　　理論分析和計算的基礎之上，利用MATLAB/Si