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(guó)際先進(jìn)技術(shù)，填補(bǔ)我國(guó)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(fù)離子源的中性束注入系統(tǒng)加速極兆伏級(jí)高壓電源方案為藍(lán)本，對(duì)聚變裝置輔助加熱用逆變型高壓電源相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文通過(guò)對(duì)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(duì)比，對(duì)逆變型直流高壓電源的方案進(jìn)行了研究，重點(diǎn)討論了前級(jí)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(duì)其負(fù)離子源中性束注入系統(tǒng)加速極高壓電源基本單元單級(jí)逆變型直流高壓電源進(jìn)行研究，重點(diǎn)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?fù)浜筒煌ぷ髂Ｊ剑玫搅烁鞴ぷ髂Ｊ较码娐份敵鲭妷?、輸出電流與占空比之間的函數(shù)關(guān)系。通過(guò)分析占空比和其他因素對(duì)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(xué)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，對(duì)逆變型直流高壓電源的控制策略進(jìn)了研究，提出了一種全新的聯(lián)合控

3、制策略，通過(guò)對(duì)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(dǎo)下，參考ITER裝置中性束注入系統(tǒng)加速極兆伏級(jí)高壓電源的設(shè)計(jì)方案，搭建了單級(jí)200kV/60A的逆變型直流高壓電源MALAB/Simulink仿真模型，并研制了單級(jí)400V/6 A的逆變型直流高壓電源原理樣機(jī)，對(duì)電路工作過(guò)程分析和本文提出的聯(lián)合控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明