Новое поколение источников высоковольтного питания диагностических атомарных инжекторов

• Автор: Колмогоров, Вячеслав Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 104 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Инжекторы атомов водорода для диагностики параметров плазмы в крупных плазменных установках § 1.1 .Плазменный эмиттер на основе дугового разряда § 1.2. Плазменный эмиттер на основе ВЧ разряда
Глава 2. Требования и ограничения, предъявляемые к источнику высоковольтного питания диагностического атомарного инжектора. Возможные варианты построения § 2.1. Обзор возможных принципов построения систем высоковольтного питания
2.1.1. Источник высоковольтного питания с использованием трансформаторов, работающих с частотой промышленной сети
2.1.2. Источник высоковольтного питания на основе импульсного трансформатора
2.1.3. Секционированный источник высоковольтного питания на основе емкостных накопителей энергии
2.1.4. Источник высоковольтного питания на основе высокочастотного разделительного трансформатора
Глава 3. Практическая реализация метода «многофазного преобразования напряжения». Высоковольтный модулятор диагностического инжектора “DNBI-TCV”. Анализ полученных характеристик системы высоковольтного питания
§3.1. Основные принципы, использованные при разработке источников высоковольтного питания диагностических атомарных инжекторов нового поколения §3.2. Основные элементы и узлы источника высоковольтного питания диагностического атомарного инжектора
3.2.1. Преобразователь напряжения повышенной частоты
3.2.2. Конструкция разделительного трансформатора повышенной частоты
3.2.3. Конструкция и схема высоковольтного выпрямителя
3.2.4. Устройство демпфирования режима «прерывистых» токов питающей сети
3.2.5. Схема индивидуального таймирования работы «высоковольтных ячеек»
§3.3. Модульная система высоковольтного питания диагностического инжектора «DNBI-TCV»
§3.4. Анализ полученных характеристик системы
высоковольтного питания диагностического инжектора «ЭИШ-ТСУ»
Глава 4. Необходимость использования промежуточных накопителей энергии при работе мощных систем высоковольтного питания с малыми длительностями. Источник высоковольтного питания диагностического инжектора ‘ЛЖВГКЕХ”. Анализ полученных характеристик
§4.1. Емкостной накопитель энергии
§4.2. Работа источника высоковольтного напряжения в составе диагностического атомарного инжектора
Глава 5. Энергоемкие емкостные накопители на основе «суперконденсаторов». Модернизированная система высоковольтного питания диагностического атомарного инжектора ‘Т)№31-ТСУ-М”. Анализ полученных характеристик §5.1. Емкостной накопитель энергии с использованием конденсаторов типа «ИКЭ»
§5.2. Работа источника высоковольтного питания с использованием конденсаторов типа «ИКЭ»
Глава 6. Источник тока дугового разряда с возможностью модуляции амплитуды
§6.1. Источник тока дугового разряда ионного источника установки ‘ТЖВЫ1РХ”
§6.2. Источник тока дугового разряда «квази-непрерывного» источника ионов Статус работ
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера ведутся исследования в области физики высоких энергий и физики плазмы. Для этих целей в Институте построены и сооружаются сложные электрон-позитронные ускорительные комплексы, уникальные установки для исследований в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза, специализированные источники синхротронного излучения.
Наряду с относительно крупными физическими комплексами в Институте ядерной физики им. Г.И.Будкера сооружаются сравнительно небольшие установки, предназначенные для обеспечения конкретных физических экспериментов, как в России, так и за рубежом. Создание крупных ускорительных комплексов, плазменных установок, источников
синхротронного излучения и многих других установок было бы затруднено без адекватного развития технологий преобразования электрической энергии и совершенствования элементной базы, позволяющей строить для этих установок специализированные системы питания.
Опыт построения экспериментальных физических установок в ИЯФ им. Г.И. Будкера и других ведущих научных центрах показывает, что только специально спроектированные системы позволяют достичь необходимого качества питания элементов физических установок. Промышленных изделий, обладающих необходимыми характеристиками, зачастую, просто не существует. Кроме того, системы питания экспериментальных физических установок интегрированы в сложные комплексы нестандартного электротехнического оборудования и электроники, поэтому их целесообразно составлять из устройств, специально построенных по единым правилам, обеспечивающим совместимость оборудования с системами управления, электромагнитную совместимость источников питания измерительными и физическими устройствами. При этом необходимо учитывать и то, что экспериментальные физические установки зачастую являются источниками различного рода излучений, генерируют помехи различной природы. В частности, работа мощных плазменных установок, таких как токамаки, сопровождается генерацией мощных рассеяных магнитных и электрических полей широкого частотного диапазона. Кроме того, импульсный или квазиимпульсный режим работы таких установок приводит к существенному возмущению питающей сети. Разработку и создание специализированных систем высоковольтного питания экспериментальных физических установок можно рассматривать как самостоятельное направление работ. Проектирование мощных высоковольтных источников питания, работающих в импульсных и квазиимпульсных режимах, является актуальной задачей при создании установок для изучения характеристик плазмы в крупных плазменных установках.

Рис. 3.6. Конструкция «высоковольтного выпрямительного модуля». Вид спереди. 1 -первичная обмотка; 2- вторичная обмотка; 3 -оргстекляный высоковольтный изолятор; 4 - экран вторичной обмотки; 5- конденсаторы выходного фильтра; 6- варисторная защита; 7- выпрямительные
высоковольтные диоды.
Рис.3.7. Конструкция «высоковольтного выпрямительного модуля». Вид сверху. 1 - магнитопровод; 2- первичная обмотка; 3- вторичная обмотка; 4- экран; 5- диодный выпрямитель с емкостным фильтром и варисторной защитой.