EAST中性束注入器用高压缓冲器分析.pdfVIP

　第 22 卷第 6 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol . 22 , No . 6 　 　20 10 年 6 月 H I GH PO W ER L A SER AND PA R T ICL E B EA M S J un . , 20 10 　 文章编号 : 　100 14322 (20 10) EAST 中性束注入器用高压缓冲器分析 1 , 3 2 1 王海田 , 　李 　格 , 　曹 　亮 ( 1. 上海交通大学 电气工程系, 上海 200240 ; 　2 . 中国科学院 等离子体物理研究所, 合肥 23003 1 ; 3 . 嘉应学院 电子系, 广东 梅州 5 140 15) ( ) 　　摘 　要 : 　中性束注入 NB I 加速器短路故障时 ,根据 BH 曲线和高压缓冲器的结构尺寸 ,在 Fink 的 Snubber 分析方法基础上 ,分别导出高压缓冲器任意铁芯叠片层的感应电压 、涡流电阻与铁芯叠片层饱和深度 的关系 ;利用安培环路定律 ,推出不同铁芯叠片层中涡流大小、饱和深度表达式 ,从而导出整个高压缓冲器随铁 芯饱和深度变化的等效涡流电阻的表达式 。根据 Snubber 的等效涡流电阻及 NB I 系统的杂散电容 ,分析故障 时的瞬态短路电流回路 ,得到了铁芯叠片饱和深度的指数时间常数与电弧电流的表达式 ;得出高压缓冲器铁芯 μ 叠片的最大宽度及最小厚度分别为 28 mm 和 114 m 。经实验测试和理论计算对比分析可知 ,铁芯叠片饱和 深度的指数时间常数的测试值与理论值基本吻合 。 　　关键词 : 　EA ST ; 　中性束注入 ; 　BH 曲线 ; 　高压缓冲器 ; 　安培环路定律 ; 　涡流 ; 　电弧电流 　　中图分类号 : 　TM206 　　　　文献标志码 : 　A 　　doi :10 . 3788/ H PL PB20 102206 . 1373 ( ) 　　国家大科学工程超导托卡马克聚变实验装置 EA ST 的中性束注入系统由电源系统 、高压传输线和中性 [ 1] ( ) 束注入器等组成 。在托卡马克中 ,除欧姆加热外 , 中性束注入 NB I 加热是对等离子体外部加热和维持的 4 ( ) 种主要加热方式 中性束注入 、低杂波 、离子回旋频段波 、电子回旋频段波 中加热效率最高 、物理机制最明晰的 一种加热方式 ,它主要通过电荷交换和粒子间的碰撞加热离子和电子 ,依据等离子体密度和加热粒子束能量可 实现对某种粒子的主要加热[2 ] 。在美国的 TF TR 和欧洲的J E T 托卡马克装置上 ,采用中性束注入加热分别获 得了 10 M W 和 16 M W 聚变功率[ 1 ,34