EAST极向场电源控制系统EMC屏蔽设计与应用.pdf

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1、弟46巷第11期电力电子技术Vo1．46，No．112012年11月PowerElectronicsNovember2012EAST极向场电源控制系统EMC屏蔽设计与应用王林森，汤伦军，何诗英，武旭(中国科学院等离子体物理研究所，安徽合肥230031)摘要：屏蔽是指对两个空间区域间进行金属隔离．以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射⋯。介绍了极向场电源系统在超导托卡马克(EAST)装置中的工作情况和工作环境的特殊性。电源系统运行中遇到的各种干扰问题，结合电磁兼容(EMC)理论，充分考虑屏蔽设计在控制系统中的重要性，对设备的干扰源进行近场和远场的定性分析，根据场源性质采取相对

2、应的屏蔽措施。并结合EMC理论中的接地和滤波器设计。将各种干扰幅度降至最低。关键词：极向场电源；电磁兼容；屏蔽设计；控制系统中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)l1-0095—03TheShieldingDesignandApplicationofEASTPoloidalPowerSupplyforEMCwANGLin—sen，TANGLun-jun，HEShi—ying，WUXu(InstituteofPlasmaPhysicsChineseAcademyofScience，Hefei230031，China)Abstract：Shieldingisto

3、providemetallicisolationbetweentwoareastocontroltheinductionandradiationcausedbyelectricfield，magneticfieldandelectro-magneticfieldfromoneareatoanother．ThispaperintroducesthespecificconditionanddiferentinterferenceofpoloidalfieldpowersupplyinEAST．Thenwiththeconsiderationofshiledinganalysisonelectrom

4、agneticcompatibility(EMC)theory，thispaperdeterminesdifferentshieldingmeausurementsaeeor-dingtothefieldanalysisondiferenceinterference．WiththetheoryongroundingandfilterfromEMC，theauthorde—signsasystemtominimizetheinterfere．Theoperationillustratesthedesign．Keywords：poloidalpowersupply；electromagneticc

5、ompatibility；shieldingdesign；controlsystem1前言靠运行对装置运行的性能与安全。物理实验的成败与效率，起到至关重要的作用。EAST聚变实验装置是国家九五重大科学工极向场电源主回路见图1．系统工作过程为：程。工程包括托卡马克装置、真空系统、电源及控①预磁阶段：变流器处于正向整流状态，向极向场制系统、低温系统、数据采集和等离子体控制系超导磁体充磁。使磁体电流慢速上升：②等离子体统、波加热和波驱动系统、等离子体诊断系统等。产生阶段：磁体电流达到预定值15kA后，晶闸管EAST装置实验运行过程中。整个系统的视在功率快速关断，磁体电流转移至第一级耗能电阻上，产达到

6、100MVA。各分系统功率大，设备体积规模生2．4kv电压．使真空室中的气体击穿产生等离随之变的庞大，占用空间范围宽广，采用主动电磁子体：③等离子体电流上升阶段：投入二级耗能电干扰(EMI)抑制措施，在工程上很难做到，只能采阻。电压下降至约1kV。等离子体电流快速上升；取一些被动的抑制技术。④等离子体平顶阶段：晶闸管闭合，变流器处于逆2EAST极向场电源控制系统的电磁环境变状态．当磁体电流过零后．变流器处于反向整流极向场电源系统是EAST装置的核心子系统状态，继续维持等离子体处于平顶阶段；⑤等离子之一，由12套晶闸管相控变流器向12组相互耦合体电流下降阶段：当磁体电流达到预定值后，变流器处于反

7、向逆变状态，使磁体退磁。系统退出运行。的极向场超导线圈供电，实现各种不同要求的等离子体位形及各种不同运行模式下等离子体的产整个过程中，变流器处于正向整流或逆变状态。变流器桥臂会频繁换向；阶段②，③关断瞬间电压电生、加热、平衡与控制。极向场电源系统的安全可流有较大波动：直流快速开关或爆炸开关的分合定稿日期：2012—04—26闸。还有24台平波电抗器。非常多的直流母排、交作者简介：王林森(1974一