一种托克马克欧姆加热线圈控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于聚变系统加热线圈的控制领域，具体涉及一种托克马克欧姆加热线圈控制系统和控制方法。一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，包括：发电机，发电机与交流变压器电连接，交流变压器的输出端通过开关桥与欧姆加热线圈。本发明专利技术的显著效果是：由于采用了实时LINUX和FPGA组成的控制系统，同时采用良好的控制方法使得该控制系统具有良好的实时性和多任务处理能力。系统采用GPS时钟同步系统内的计算机时钟，保证了各系统的同步操作同步通信和同步传输。此外利用FPGA根据控制角度产生的高精度控制脉冲操作晶闸管的开通和关断，实现等离子控制所需欧姆电流的精确控制。

A control system and method of ohmic heating coil in Tokamak

【技术实现步骤摘要】
一种托克马克欧姆加热线圈控制系统及方法
本专利技术属于聚变系统加热线圈的控制领域，具体涉及一种托克马克欧姆加热线圈控制系统及方法。
技术介绍
托克马克装置是通过变化电流产生稳定的磁场来约束和控制等离子体的电流和位形。在等离子放电期间欧姆加热线圈在等离子击穿，爬升和维持等离子电流中起到决定性作用。等离子电流会因欧姆加热线圈的电流波动而引起等离子电流的不稳定性，稳定的欧姆加热线圈供电和过零对实现稳定的等离子电流控制具有相当重要的意义。因此需要设计良好的控制系统和控制方法以得到良好的控制效果。由于托克马克装置欧姆加热线圈自身运行方式比较复杂加上电流控制比较困难，目前欧姆加热线圈的电流控制普遍不理想。当前欧姆加热线圈的控制系统和控制方式大体有以下几种形式：以单片机或DSP芯片构成的H桥式反馈供电控制系统，以Windows或DOS构成的三相变流器无环流模式反馈供电控制系统和以实时Linux构成的三相变流器环流模式反馈供电控制系统。以单片机或DSP构成的H桥式供电控制系统在三者中应用最广泛同时技术比较成熟，但是存在环流状态下电流不可控的缺点且系统抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，其特征在于，包括：发电机，发电机与交流变压器电连接，交流变压器的输出端通过开关桥与欧姆加热线圈。/n

【技术特征摘要】
1.一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，其特征在于，包括：发电机，发电机与交流变压器电连接，交流变压器的输出端通过开关桥与欧姆加热线圈。


2.如权利要求1所述的一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，其特征在于：所述的桥开关包括两个反向设置的三极管，两个三极管的基极分别通过开关与交流变压器的正向输出和反向输出电连接，两个三极管的发射极作为桥开关的输出端，两个三极管的集电极分别作为正向和反向电流的电流控制。


3.如权利要求2所述的一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，其特征在于：作为正向和反向电流控制的三极管的集电极分别于外部的正向电流控制和负向电流控制电连接。


4.如权利要求3所述的一种托克马克欧姆加热线圈控制系统，其特征在于：开关桥上设有环流测定。


5.一种托克马克欧姆加热线圈控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、根据等离子放电需求实时控制闭合K1开关，实时控制系统控制导通正向三相变流器F1(F2关闭)开始对欧姆加热线圈进行正向供电使欧姆加热线圈进行充磁过程，
步骤二、实时控制系统控制三相变流器F1导通进行逆变动作使线圈内电流迅速下降出现较大的感应电流实现等离子击穿和爬升，为了保证可控晶闸管有充足的关断时间，安全的控制余量和防止深度逆变造成的器件烧毁，在欧姆加热线圈逆变过程中采用90°<α正<120°作为逆变控制角进行控制；
步骤三、实时控制系统实时监测等离子电流，用IP表示，的大小，当等离子电流大于50KA时实时控制系统控制三相变流器F1停止逆变动作，同时切换为IP；
步骤四、随着IP电流反馈过程的继续欧姆正向电流逐渐减小到1KA，为了维持等离子电流IP的控制，需要闭合反向三相变流器K2三相变流器F2开始导通，此时两个三相变流器F1、F2构成环流工作模式。在环流工作模式下不准产生较大的环流必须使两个三相变流器F1、F2一个处于逆变工作状态另一个处于整流状态且控制逆变电压和整流电压相等用逆变电压顶住整流电压；因此在两套三相变流器的回路中增加环流监测，当环流过大时采用α正+α负＞180°，α正、α负为三相变流器F1、F2导通控制角，进行环流大小的控制，其控制原理是使逆变电压稍高于整流电压使两个三相变流器间不能形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建，任磊磊，李佳鲜，郑国尧，张锦华，宋显明，罗萃文，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51