聚變裝置輔助加熱系統(tǒng)逆變型直流高壓電源技術(shù)研究.pdf

1、高壓電源是聚變裝置輔助加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，直接決定著輔助加熱系統(tǒng)的效率和性能。為消化吸收國際先進技術(shù)，填補我國輔助加熱用逆變型直流高壓電源的研究空白，本文以ITER裝置基于負離子源的中性束注入系統(tǒng)加速極兆伏級高壓電源方案為藍本，對聚變裝置輔助加熱用逆變型高壓電源相關(guān)技術(shù)進行了研究。
　　本文通過對現(xiàn)有聚變裝置輔助加熱系統(tǒng)用逆變型直流高壓電源方案的分析與對比，對逆變型直流高壓電源的方案進行了研究，重點討論了前級整流方案、隔離型直

2、流升壓變換電路方案以及隔離升壓變壓器方案。以ITER裝置為例，對其負離子源中性束注入系統(tǒng)加速極高壓電源基本單元單級逆變型直流高壓電源進行研究，重點分析其核心部分隔離型三相三電平直流升壓變換電路的拓撲和不同工作模式，得到了各工作模式下電路輸出電壓、輸出電流與占空比之間的函數(shù)關(guān)系。通過分析占空比和其他因素對輸出電壓及輸出電壓紋波的影響，得到了輸出電壓紋波的數(shù)學表達式。在此基礎(chǔ)上，對逆變型直流高壓電源的控制策略進了研究，提出了一種全新的聯(lián)合控

3、制策略，通過對低壓側(cè)直流母線電壓和逆變器占空比的聯(lián)合控制，可在確保輸出電壓穩(wěn)態(tài)精度滿足要求的前提下，將輸出電壓的紋波限制在極小的范圍內(nèi)。在理論分析的指導下，參考ITER裝置中性束注入系統(tǒng)加速極兆伏級高壓電源的設(shè)計方案，搭建了單級200kV/60A的逆變型直流高壓電源MALAB/Simulink仿真模型，并研制了單級400V/6 A的逆變型直流高壓電源原理樣機，對電路工作過程分析和本文提出的聯(lián)合控制策略進行了驗證。仿真分析和實驗結(jié)果均表明