[發(fā)明專利]一種托克馬克歐姆加熱線圈控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811511245.5
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN111315107A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 周建;任磊磊;李佳鮮;鄭國堯;張錦華;宋顯明;羅萃文
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)西南物理研究院
• 主分類號: H05H1/02
• 分類號: H05H1/02
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 劉昕宇

1.一種托克馬克歐姆加熱線圈控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：發(fā)電機，發(fā)電機與交流變壓器電連接，交流變壓器的輸出端通過開關橋與歐姆加熱線圈。

2.如權利要求1所述的一種托克馬克歐姆加熱線圈控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的橋開關包括兩個反向設置的三極管，兩個三極管的基極分別通過開關與交流變壓器的正向輸出和反向輸出電連接，兩個三極管的發(fā)射極作為橋開關的輸出端，兩個三極管的集電極分別作為正向和反向電流的電流控制。

3.如權利要求2所述的一種托克馬克歐姆加熱線圈控制系統(tǒng)，其特征在于：作為正向和反向電流控制的三極管的集電極分別于外部的正向電流控制和負向電流控制電連接。

4.如權利要求3所述的一種托克馬克歐姆加熱線圈控制系統(tǒng)，其特征在于：開關橋上設有環(huán)流測定。

5.一種托克馬克歐姆加熱線圈控制方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一、根據(jù)等離子放電需求實時控制閉合K1開關，實時控制系統(tǒng)控制導通正向三相變流器F1(F2關閉)開始對歐姆加熱線圈進行正向供電使歐姆加熱線圈進行充磁過程，

步驟二、實時控制系統(tǒng)控制三相變流器F1導通進行逆變動作使線圈內(nèi)電流迅速下降出現(xiàn)較大的感應電流實現(xiàn)等離子擊穿和爬升，為了保證可控晶閘管有充足的關斷時間，安全的控制余量和防止深度逆變造成的器件燒毀，在歐姆加熱線圈逆變過程中采用90°α_正120°作為逆變控制角進行控制；

步驟三、實時控制系統(tǒng)實時監(jiān)測等離子電流，用I_P表示，的大小，當?shù)入x子電流大于50KA時實時控制系統(tǒng)控制三相變流器F1停止逆變動作，同時切換為I_P；

步驟四、隨著I_P電流反饋過程的繼續(xù)歐姆正向電流逐漸減小到1KA，為了維持等離子電流I_P的控制，需要閉合反向三相變流器K2三相變流器F2開始導通，此時兩個三相變流器F1、F2構成環(huán)流工作模式。在環(huán)流工作模式下不準產(chǎn)生較大的環(huán)流必須使兩個三相變流器F1、F2一個處于逆變工作狀態(tài)另一個處于整流狀態(tài)且控制逆變電壓和整流電壓相等用逆變電壓頂住整流電壓；因此在兩套三相變流器的回路中增加環(huán)流監(jiān)測，當環(huán)流過大時采用α_正+α_負＞180°，α_正、α_負為三相變流器F1、F2導通控制角，進行環(huán)流大小的控制，其控制原理是使逆變電壓稍高于整流電壓使兩個三相變流器間不能形成較大的環(huán)流。當負向電流大于1KA時,實時控制計算機斷開K1開關并關閉正向三相變流器F1，隨后歐姆加熱線圈回路由反向變流器供電實現(xiàn)了歐姆加熱線圈電流由正到負的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換；

步驟五、歐姆線圈由反向三相變流器F2進行供電線圈內(nèi)負電流增大，實時控制系統(tǒng)繼續(xù)采用步驟3方法進行等離子I_P電流反饋維持等離子電流平頂，隨著反饋過程的進行歐姆加熱線圈的負電流逐漸增加直至等離子電流的平頂結束。

步驟六、實時控制系統(tǒng)控制三相變流器完成歐姆電流滅磁過程線圈內(nèi)的負向電流逐步減小同時等離子電流開始下降，隨著歐姆線圈內(nèi)電流逐步減小到零等離子電流I_P也逐步減小到零，完成一次完整的等離子放電實驗。