J-TEXT托卡马克电场漂移电子注入电源系统的研制

摘要

电场漂移电子注入是在等离子体边缘区域垂直于纵场的方向上加外加电场，从电子枪发出的电子在这正交电磁场的作用下水平的漂移到等离子体中。电场漂移注入系统对实现托卡马克等离子体低环压启动和H模具有重要意义。J-TEXT托卡马克建立了自己的电场漂移电子注入系统，包括注入器和电源系统两个部分。其中注入器包括热阴极、极板、机械传动、真空法兰等。
　　 本文根据J-TEXT电场漂移电子注入系统的要求设计和研制了电源系统及其控制系统，电源系统是电场漂移电子注入系统的重要组成部分，为电场漂移电子注入的实现提供重要保障。电源系统包括高压电源、偏压电源、扫描电源、热阴极加热电源和控制系统。高压电源分为20KV正高压和15KV负高压电源，采用相同的拓扑结构，可远控触发，作用是在极板间形成均匀的电场。偏压电源为-800—800V高精度可调电源，采用TMS320F2812控制器，PI控制算法，键盘和串口两种设定值输入方法及液晶实时显示，具有快速跟踪预设波形特性。扫描电源在可调基值范围内实现扫描，基值范围为0-400V，扫描范围为0-800V。热阴极加热电源为100A恒流加热电源。整个电源系统的控制系统硬件由工控机、两块PCI板卡：IO1750卡和AD1713卡、数字量隔离箱和模拟量隔离箱构成，采用QNX实时操作系统，可预设控制时序波形，并与中央控制及电源控制系统通信。
　　 整个J-TEXT托卡马克电场漂移电子注入电源系统已经设计制作完成，并通过了调试试验，各套电源运行良好，测试波形达到设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 J-TEXT 托卡马克电子注入系统介绍

3 J-TEXT 电场漂移电子注入系统电源分析

4 偏压电源控制

5 电场漂移电子注入电源控制系统

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录附图