【摘要】：托卡馬克等離子體破裂時,巨大的電磁能量和內(nèi)能快速耗散作用在裝置上,通常會對裝置產(chǎn)生很大的沖擊和破壞,因而破裂防護是必須解決的問題。J-TEXT正在開展一種全新的基于等離子體破裂電磁能量轉(zhuǎn)移的破裂防護方法研究,而能量處理系統(tǒng)是這種全新的破裂防護方法必不可少的部分,將直接影響能量轉(zhuǎn)移的效率,進而影響破裂緩解的效果。為此本文開展了能量處理系統(tǒng)的研究,具體包括以下內(nèi)容:根據(jù)J-TEXT轉(zhuǎn)移出來的能量特征及對能量處理系統(tǒng)需求,設(shè)計了能量處理系統(tǒng)方案。能量處理系統(tǒng)主要包含四個單元,即基于氧化鋅壓敏電阻的能量吸收與過電壓保護單元,以保護能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng);基于脈沖電容器的能量吸收儲存單元,以儲存轉(zhuǎn)移出來的等離子體破裂電磁能量;電阻耗能單元,作為能量吸收儲存單元故障時的備用處理單元;能量逆變回饋單元,以將儲存在電容中破裂電磁能量回收再利用。根據(jù)能量處理系統(tǒng)方案,分別對各單元展開了研究。建模分析了等離子體破裂過電壓產(chǎn)生原理,設(shè)計及研制了能量吸收與過電壓保護單元,并在J-TEXT上進行了實驗測試并取得良好的效果,過電壓可有效限制在330V以下。在仿真研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計及研制了脈沖電容儲能單元,并在J-TEXT裝置上做了實驗測試,轉(zhuǎn)移出來的電磁能量可達總破裂電磁能量的27.9%,儲存能量可達14%。在仿真研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計及研制了電阻耗能單元,并在J-TEXT裝置上進行了實驗測試,通過電阻耗能單元的處理,轉(zhuǎn)移出來的電磁能量可達總破裂電磁能量的43.4%。設(shè)計了逆變回饋單元方案,并利用PSIM軟件進行了仿真研究,從而為下一步的實驗測試提供指導(dǎo)。本文所研究設(shè)計的能量處理系統(tǒng),通過實驗測試驗證了其有效性,達到了J-TEXT能量轉(zhuǎn)移的需求,為這種全新的破裂防護方法研究提供了可靠的保證,并將為ITER及未來聚變裝置的破裂防護提供參考。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TL631.24

【參考文獻】

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本文編號：2670803