等離子體電流調制電源的研究與設計.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制的參數對撕裂模不穩(wěn)定性抑制的影響，本文以J-TEXT加熱場電源系統為基礎，提出了電流調制電源的設計方案和控制方法，對逆變器并聯產生的環(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研和分析對比，

2、針對等離子體電流調制實驗的物理需求，研究并提出了電流調制電源的設計方案，重點討論了電源所采用的逆變器串并聯的電路拓撲、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計。為實現電源的正常工作，研究并實現了電源的控制方法，重點研究了載波移相PWM調制技術和虛擬電阻均流控制技術。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學模型，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量與

3、體積，并得出了最大環(huán)流的數學表達式，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，在此基礎上確定了為達到合理的均流效果而設計的環(huán)流抑制方案。
　　在本文理論分析的指導下，結合電流調制電源的設計方案和典型工況設計參數，搭建了電流調制電源的MATLAB/Simulink仿真模型，并根據設計方案中的原理研制了四個逆變器并聯的樣機，對電路拓撲的數學模型及其分析結論進行了驗證。仿真和實驗結果表明，本文的理論分析是正確的，提出的設計方案和