留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

300 MV·A脉冲发电机组向HL-2M装置环向场供电仿真研究

徐玉麟 彭建飞 卜明南 李华俊 王英翘 李维斌 李波

徐玉麟, 彭建飞, 卜明南, 等. 300 MV·A脉冲发电机组向HL-2M装置环向场供电仿真研究[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 065002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210477
引用本文: 徐玉麟, 彭建飞, 卜明南, 等. 300 MV·A脉冲发电机组向HL-2M装置环向场供电仿真研究[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 065002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210477
Xu Yulin, Peng Jianfei, Bu Mingnan, et al. Simulation of 300 MV·A motor generator feeding the toroidal field power supply[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 065002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210477
Citation: Xu Yulin, Peng Jianfei, Bu Mingnan, et al. Simulation of 300 MV·A motor generator feeding the toroidal field power supply[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 065002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210477

300 MV·A脉冲发电机组向HL-2M装置环向场供电仿真研究

doi: 10.11884/HPLPB202234.210477
基金项目: 四川省青年科技创新研究团队项目(21CXTD108)
详细信息
    作者简介:

    徐玉麟,xuyulin@swip.ac.cn

  • 中图分类号: TM921.5

Simulation of 300 MV·A motor generator feeding the toroidal field power supply

  • 摘要: 为实现对环向场电流的高效准确控制,提高中国环流器二号M托卡马克装置的实验效率,开展了针对300 MV·A六相脉冲发电机组向环向场脉冲放电的仿真研究。从300 MV·A六相脉冲发电机组向聚变装置环向场供电系统的拓扑出发,以等效处理分析为基础建立了仿真模型并进行脉冲放电动态过程仿真。通过对比分析仿真波形与300 MV·A六相脉冲发电机组向HL-2A装置供电的实际波形,验证了仿真模型的可靠性和合理性。在此基础上进行了300 MV·A六相脉冲发电机组向HL-2M环向场供电过程仿真研究,根据不同的环向场电流平顶值,得到了其对应的300 MV·A六相脉冲发电机组励磁电压控制波形,可以作为下阶段装置高参数实验实际控制的重要参考和先进控制策略研究平台。
  • 图  1  机组向装置环向场供电原理图

    Figure  1.  Schematic diagram of the MG feeding the TF power supply of fusion device

    图  2  励磁控制系统工作拓扑图

    Figure  2.  Working topology diagram of excitation control system

    图  3  300MV·A脉冲发电机组向环向场供电仿真模型

    Figure  3.  Simulation model of a 300 MV·A MG feeding the TF power supply

    图  4  脉冲发电机组励磁电压波形

    Figure  4.  MG excitation voltage waveform

    图  5  机组向环向场供电的对比图

    Figure  5.  Comparison between simulation results and experimental waveforms

    图  6  环向场电流的对比图

    Figure  6.  Contrast diagram of the TF current

    图  7  环向场电流仿真波形

    Figure  7.  Simulation waveforms of the TF current

    图  8  励磁电压控制波形(初始转速400 r/min)

    Figure  8.  Excitation voltage control waveforms (initial speed 400 r/min)

    图  9  励磁电压控制波形(初始转速500 r/min)

    Figure  9.  Excitation voltage control waveforms (initial speed 500 r/min)

    图  1  4.5 kW窄线宽线偏振光纤激光器结构示意图

    图  2  实验结果图

    表  1  同步发电机的主要参数

    Table  1.   Main parameters of synchronous generator

    rated
    voltage/V
    rated
    current/A
    connecting
    mode
    rated speed/
    (r/min)
    rated
    frequency/Hz
    rotational
    inertia/(kg·m2)
    rated excitation
    voltage/V
    rated excitation
    current/A
    300029 000dual Y shift 30°335~50067~1007 300 0003492~4093301~353
    下载: 导出CSV

    表  2  环向场的主要参数

    Table  2.   Main parameters of the toroidal field

    maximum magnetic
    induction/T
    inductance/mHresistance/mΩtime constant/smaximum flat-top
    time/s
    TF of HL-2A2.82305845
    TF of HL-2M332487
    下载: 导出CSV
  • [1] 刘永, 李强, HL-2M研制团队. 中国环流器二号M(HL-2M)托卡马克主机研制进展[J]. 中国核电, 2020, 13(6):747-752. (Liu Yong, Li Qiang, HL-2M Development Team. The development progress of the tokamak machine for HL-2M[J]. China Nuclear Power, 2020, 13(6): 747-752
    [2] 宣伟民, 彭建飞, 李华俊, 等. 300MVA脉冲发电机系统研制进展[C]//2013核工业西南物理研究院年报. 2014: 98-100

    Xuan Weimin, Peng Jianfei, Li Huajun, et al. Development progress of 300MVA motor generator[C]//Southwestern Institute of Physics, Annual Report 2013 of Southwestern Institute of Physics. 2013: 98-100
    [3] 彭建飞, 王树锦, 李华俊, 等. 基于Matlab/Simulink的环向磁场脉冲电源建模与仿真[J]. 核聚变与等离子体物理, 2004, 24(4):254-258. (Peng Jianfei, Wang Shujin, Li Huajun, et al. Modeling and simulation of toroidal field power supply system of the HL-2A tokamak based on Matlab/Simulink[J]. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2004, 24(4): 254-258 doi: 10.3969/j.issn.0254-6086.2004.04.003
    [4] 李华俊, 徐丽荣, 刘学梅, 等. HL-2A装置环向场电源系统及其控制[J]. 兵工自动化, 2004, 23(1):55-57. (Li Huajun, Xu Lirong, Liu Xuemei, et al. Power supply system and its control of HL-2A toroidal field[J]. Ordnance Industry Automation, 2004, 23(1): 55-57 doi: 10.3969/j.issn.1006-1576.2004.01.022
    [5] 陈宇红, 王尚柄. HL-2A装置环向场电源系统设计[J]. 中国核科技报告, 1999(s2):52-55. (Chen Yuhong, Wang Shangbing. Design of HL-2A toroidal field power supply system[J]. China Nuclear Science and Technology Report, 1999(s2): 52-55
    [6] 康莉, 王树锦. HL-2A装置环向场电源系统的EMTP仿真[J]. 电工技术, 2003(6):14-15. (Kang Li, Wang Shujing. EMTP simulation of HL-2A unit circular field power supply system[J]. Electric Engineering, 2003(6): 14-15 doi: 10.3969/j.issn.1002-1388.2003.06.006
    [7] Peng Jianfei, Xuan Weimin, Wang Haibing, et al. Study on matching a 300 MVA motor generator with an ohmic heating power supply in HL-2M[J]. Plasma Science and Technology, 2013, 15(3): 300-302. doi: 10.1088/1009-0630/15/3/22
    [8] 彭建飞, 宣伟民, 将宝钢, 等. HL-2M装置300MVA脉冲发电机组的设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(s2):443-448. (Peng Jianfei, Xuan Weimin, Jiang Baogang, et al. Design of 300MVA motor generator on HL-2M tokamak[J]. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2021, 41(s2): 443-448 doi: 10.16568/j.0254-6086.2021s2002
    [9] 袁保山, 姜韶风, 陆志鸿. 托卡马克装置工程基础[M]. 北京: 原子能出版社, 2011

    Yuan Baoshan, Jiang Shaofeng, Lu Zhihong. Engineering foundaments of tokamak devices[M]. Beijing: Atomic Energy Press, 2011
    [10] 宣伟民, 王英翘, 李华俊, 等. HL-2M装置供电系统研制[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021, 41(s2):437-442. (Xuan Weimin, Wang Yingqiao, Li Huajun, et al. Development of HL-2M power supply system[J]. Nuclear Fusion and Plasma Physics, 2021, 41(s2): 437-442 doi: 10.16568/j.0254-6086.2021s2001
  • 加载中
图(11) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  592
  • HTML全文浏览量:  181
  • PDF下载量:  42
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-13
  • 修回日期:  2022-03-24
  • 录用日期:  2022-04-01
  • 网络出版日期:  2022-04-09
  • 刊出日期:  2022-06-15

目录

    /

    返回文章
    返回