Устройство для питания плазменных установок

Устройство для питания плазменных установок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

> 818336

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.11.79 (21) 2840234/18 25 с прысоедвнением зая вки— (23) Приоритет— (43) Опублзтковано 30.03.82. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.82 (51) M.Kë.3 G 21 В 1/00. Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 629.7.018 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Ларионов, А. Г. Рошаль и А. М. Столов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ П ИТА Н И Я

ПЛАЗМЕННЫХ УСТАНОВОК

Изобретение относится к источникам питания магнитной системы плазменных установок, в частности термоядерных установок типа токамак.

Для инициирования пробоя и нагрева плазмы в установках типа токамак необходимо обеспечить быстрое изменение магнитного потока, связанного с плазмой, в начале импульса и его медленное нарастание или поддержание на постоянном уровне в дальнейшем, что осуществляется с помощью импульсных генераторов, питающих обмотки полоидального полоя.

Известно, например, устройство для формирования импульсов тока в индуктивной нагрузке, содержащее накопительный конденсатор, источник постоянного напряжения и управляемый коммутатор (1). При использовании этого или других, аналогичных ему генераторов однополярных импульсов для питания обмоток с ферромагнитным сердечником для расширения пределов изменения магнитного потока необходимо либо неоправданно увеличивать геометрические размеры сердечника, либо предусматривать дополнительную обмотку с системой питания для обеспечения его начального размагничивания.

Известно устройство для питания плазменных установок, содержащее конденсатор, управляемый коммутатор и два источника постоянного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен параллельно конденсатору, а второй через

5 дроссель — параллельно нагрузке (2). Указанное устройство наряду с формированием основного импульса тока в нагрузке предварительно возбуждает ее током обратной полярности, обеспечивая начальное размаг10 ничивание сердечника, что требует, однако, значительного увеличения энергии, накопленной в конденсаторной батарее, и мощности ее зарядного. устройства. Кроме того, к недостаткам устройства относится необ15 ходимость использования добавочного дросселя для защиты источника постоянного напряжения.

Целью изобретения является уменьшение мощности зарядного устройства и

20 энергоемкости конденсатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для питания плазменных установок, содержащем конденсатор, управляемый коммутатор и два источника постоян25 ного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен параллельно конденсатору, конденсатор соединен параллельно с управляемым коммутатором и последовательно — со вторым источником постоянного напряжения и ре818336 зистором, каждый из которых шунтирован управляемым коммутатором.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 —, кривые тока

1 и напряжения U на нагрузке.

Конденсатор 1, параллельно которому через развязывающий диод 2 подключен источник 3 постоянного напряжения, а также, управляемый коммутатор 4, соединен последовательно со вторым источником 5 постоянного напряжения, шунтированным уп равляемым коммутатором 6, и резисторо л

7, шунтированным управляемым коммутатором 8.

В исходном состоянии контакты управляемых коммутаторов 4 и 8 замкнуты, а коммутатора 6 разомкнуты. При включении источника 5 постоянного напряжения в момент времени to в нагрузке возникает ток размагничивания. В тот момент t>, когда величина тока достигает необходимого уровня, размыкаются контакты коммутатора 8, и в контур нагрузки включается резистор 7, в результате чего ток в ней начинает спадать со скоростью, определяемой параметрами цепи. Одновременно или с некоторой задержкой размыкаются контакты коммутатора 4, и конденсатор 1 подключается к нагрузке, образуя с ее идуктивностью колебательный контур. В момент 1 перехода тока через ноль управляемый коммутатор 8 закорачивает резистор 7. В результате колебательного разряда ток в нагрузке изменяет свою полярность и к моменту времени t3 достигает заданного уровня. Источник 3 напряжения включается с некоторой задержкой после размыкания шунтирующих его контактов коммутатора 4, однако ток через него не проходит до тех пор, пока напряжение конденсатора превышает напряжение источника 3, так как диод 2 в этом случае заперт. В момент времени 1з указанные напряжения сравниваются, диод 2 отпирается, и источник 3 постоянного напряжения подключается к нагрузке, обеспечивая в дальнейшем либо поддержание тока на заданном уровне, либо его медленное нарастание. Источник напряжения 5 в интервале t> — 1 выключается и закорачивается контактами управляемого коммутатора 6. Задний фронт импульса тока в нагрузке формируется путем выключения или реверса.источника 3 напряжения, в качестве которого может быть использован, например, тиристорный преобразователь.

Повышение технико-экономических показателей устройства по оравнению с прототипом связано с тем, что быстрое изменение тока в нагрузке осуществляется за счет энергии, предварительно накопленной в ней с помощью относительно маломощно-!

5 го источника постоянного напряжения. В результате существенно уменьшается энергоемкость конденсаторной батареи и отпадает необходимость в использовании ее зарядного устройства.

Формула изобретения

Устройство для питания плазменных установок, содержащее конденсатор, управ25 ляемый коммутатор и два источника постоянного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен и=раллельно конденсатору, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения мощности

ЗО зарядного устройства и энергоемкости конденсатора, конденсатор соединен параллельно с управляемым коммутатором и последовательно со вторым источником постоянного напряжения и резистором, каж35 дый из которых шунтирован управляемым коммутатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

40 1. Авторское свидетельство СССР

Хе 607506, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

2. Е. В. Корнаков и др. Система питания экспериментальной термоядерной установки Т-10 М.— В кн.: Доклады Всесоюзной

45 конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Т. III. Л., НИИЭФА, 1977, с. 3 — 11 (прототип).

818336

Составитель Ю. Шестаков

Техред И. Пенчко Корректор И. Осиповская

Редактор Н. Коляда

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 251/164 Изд. № 116 Тираж 450 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5