ITER垂直場(chǎng)快控線圈電源樣機(jī)及其PWM充電器的設(shè)計(jì).pdf

1、ITER聚變裝置是一個(gè)具有非圓截面的超導(dǎo)托卡馬克裝置，其非圓截面結(jié)構(gòu)會(huì)拉長(zhǎng)等離子體位形，拉長(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)，達(dá)成控制等離子體垂直方向上的位移的目的。
　　為驗(yàn)證ITER VS3電源的設(shè)計(jì)可行性，現(xiàn)根據(jù)VS3電源相關(guān)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)電源樣機(jī)，此電源樣機(jī)為AC-DC-AC結(jié)構(gòu)，要求能夠輸

2、出短時(shí)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(cè)電壓穩(wěn)定在2.4 kV。
　　本文提出了VS3電源樣機(jī)的概念設(shè)計(jì)方案，計(jì)算了三相整流器的充電功率、整流變壓器的技術(shù)參數(shù)以及直流側(cè)電容的容量，在2.4 kV的直流側(cè)電壓的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了樣機(jī)逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并計(jì)算了逆變器IGBT模塊的功耗及溫升。
　　在VS3電源對(duì)電壓電流波形質(zhì)量、充電功率、對(duì)電網(wǎng)影響等需求基礎(chǔ)之上，對(duì)比分析了現(xiàn)有主流整流器的

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，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(shù)參數(shù)并進(jìn)行了選型，根據(jù)PWM整流器瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)探討了一種新型的交流側(cè)電感設(shè)計(jì)策略。
　　在三相電壓型PWM整流器數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上簡(jiǎn)要介紹了PWM整流器運(yùn)用最為廣泛的雙閉環(huán)控制策略及固定開關(guān)頻率的電流控制策略，在對(duì)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(jī)技術(shù)需求的最大電流控制策略。
　　理論分析和計(jì)算的基礎(chǔ)之上，利用MATLAB/Si