east托卡马克大功率双向直流快速晶闸管开关可靠关断理论分析及参数优化设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第14期中国电机工程学报Vo1．25No．14Ju1．20052005年7月ProceedingsoftheCSEE@2005Chin．Soc．forElec．Eng．文章编号：0258—8013(2005)14—0062—06中图分类号：TM46文献标识码：A学科分类号：470．40EAST托卡马克大功率双向直流快速晶闸管开关可靠关断理论分析及参数优化设计温家良，傅鹏2，刘正之2，汤广福(1．中国电力科学研究院，北京市海淀区100085；2．中国科学院等离子体物理研究所，安徽省合肥市230031)THEoRYA

2、NAIYSiSANDI．ARAMETERSoPTDIZEDESIGNoFRELLⅡITYTURN-oFFoFHIGHPoWERDCBI-DIRECTIoNALDCFASTTH瑚SToRSWrrCHINEASTToKAM-AKWENJia-liang，FUPeng，LIUZheng—zhiz,TANGGuang—fu(1．ChinaElectricPowerResearchInstitute，HaidianDistrict，Beijing100085，China；2．InstituteofPMsmaPhysics，ChineseAcademyofSciences，Hef

3、ei230031，AnhuiProvince，China)ABSTRACT：Thehighpowerbi-directionalDCthyristor发电的磁约束受控核聚变试验装置之一。目前国际switchisoneofkeyequipmentsofthepoloidalfieldpower上主要的发达国家都在竭力研究和发展这种试验supplysysteminEASTSuper-conductiveTOKAMAK．Forced装置，从而根本解决人类的能源短缺问题。基于跟commutationtechnologyhasbeenanalyzedthomugMy，which

4、踪和发展现有托卡马克试验装置的相关工程技术，isthebaseofDCthyristorswitch．Firstly，thereliableturn-of和进行深入的理论研究与试验的需要，“EAST(原criterionandoptimizedexpressionsofparametershavebeen名HT_7u)超导托卡马克核聚变试验装置”作为国derived．Then，theinfluenceofdistributingresistancehasbeen家“九五”重大科学项目之一于1998年正是批准emphasizedduringturn-of．Atlast，

5、aseriesoftestsresulthavebeenprovided．Alltheseworkmakesuredevelopmentofhigh立项。powerbi-directionalDCfastthyristorswitchfinished高功率电源系统作为托卡马克试验装置的重successfully．要组成部分，包括纵场电源，极向场电源，等离子体快控电源【l】，谐波抑制和无功补偿等子系统。极KEYWORDS：Powerelectronics；Thyristor；DCswitch；Forcedcommutation；Reliableturn-of；Optim

6、izedesign向场电源是其中规模最大的子系统，它由12组独立可调的晶闸管相控变流器分别向12组相互耦合摘要：对EAST托卡马克极向场电源系统的关键设备之——的极向场超导线圈供电，并在每个回路中串联一台大功率双向直流快速晶闸管开关的基本工作原理，即强迫换流技术进行深入的理论分析，得出直流晶闸管开关可靠关断大功率双向直流快速晶闸管开关，从而实现等离子理论判据。并在此基础上进行了参数的优化设计。最后对换体的产生、加热、平衡与控制。一套极向场电源系流支路分布电阻对关断特性的影响进行了分析。所有这些工统的主电路如图1所示。超导磁体上的典型电流电作为大功率双向直流快速晶闸管开

7、关的研制成功提供了坚压波形如图2所示。实的理论保证。晶闸管开关主要起到两大作用：一是主回路达关键词：电力电子；晶闸管；直流开关；强迫换流；可靠关到预定电流后，晶闸管开关迅速开断，超导线圈电断；优化设计流快速转移到耗能电阻上并快速下降，从而在托卡马克的环形真空室(相当于变压器的二次绕组)感1引言应一定的环电压，激发等离子体并使等离子体电流托卡马克是最有前途发展成为用来进行商用快速上升，在等离子体电流达到一定值之后，晶闸维普资讯http://www.cqvip.com篁!塑窒垦篁!EAST托卡马克大功率双向直流快速晶闸管开关可靠关断理论分析及参数优化设计