HT-7托卡马克实验装置上基于PLC控制的中性束诊断电源系统

文章介绍HT-7托卡马克实验装置上的中性束诊断电源系统的组成、结构,以及基于S7-300 PLC的逻辑控制系统。实验表明,该系统操作简单,性能稳定可靠。

基于继电控制的中性束诊断电源初级调压系统

介绍用于HT 7装置上的中性束诊断电源系统的初级调压系统的结构、组成及工作原理等。该系统一方面用于控制主电路的接通与关断,另一方面用于调节自耦变压器的输出电压。实验表明,该系统操作简单,性能稳定可靠。

中性束诊断系统中高压电源的保护分析

介绍了DNB中所必需的电源系统,着重介绍了加速极电源的结构、功能及工作原理,设计了相应的保护电路。仿真和实验结果表明它们对系统的安全运行提供了可靠的保障。

HT-7上中性束诊断系统高压电源充电机特性研究

在HT-7托克马克实验装置上DNB系统实验中,加速机高压电源系统的储能电容器组充电电压有过冲现象,为了能够分析并解决这一问题,详细介绍了该套加速极高压电源系统的组成、结构、工作原理以及初级高压充电电源系统的组成、结构和控制流程等,对实验中的过冲现象行了监测,利用具体的电路模型对初级高压充电电源进行了研究,经过详细的分析和计算,结果表明由于变压器漏抗的影响,使得电容器组上随着充电电压设定的不同有0～6 kV的过冲,因此可以认为变压器漏抗是造成电容器组充电过冲的最主要原因,采用反馈控制和简单的预测控制方式,很好地解决了这一问题。

中性束诊断电源系统及束流引出实验研究

HT-7中性束诊断电源系统的计算机控制系统由PLC、工控机、逻辑控制和定时单元等组成。对起弧、束流引出等实验进行了研究。在多种参数下,通过调节弧压、进气量等观察了其对弧流的影响。初步实验结果表明,在高压35kV、弧流80A的情况下,束电流可以达到3.6A,引出的中性束流功率可以稳定地达到50kW以上。

诊断中性束电源的数据采集与处理系统

文中介绍了一种用于诊断中性束电源系统的数据采集与处理系统(DPAS)。在电源系统的运行过程中,系统需要对18路电流/电压信号进行实时采集。DPAS采用网络技术以客户端/服务器模式进行开发。系统引进了一种高效的压缩算法从而大量地节约了数据存储所需的磁盘空间。系统所采用的数据存储格式与EastScope软件(一款用于查看实验数据的软件)兼容,从而使实验操作人员可以很容易对实验结果进行分析和总结。

诊断中性束时序控制系统的研制

在研究了诊断中性束(DNB)对控制时序要求的基础之上,针对传统控制系统带来的低可靠性和低集成度等不足,研制了一套DNB时序控制系统:包括主要由PC机和PIC单片机组成的硬件结构,以及在上下位机上开发的软件程序。实验表明该控制系统稳定可靠,为DNB装置投入HT-7实验奠定了良好的基础。

诊断中性束热量测试系统的设计与实现

文章论述了利用Sensoray 2600系列智能模块开发DNB热量计测试系统,以及对注入中性粒子束流功率和束分布测量的工作原理。该系统将使从DNB装置中引出的束流的功率和束分布得到准确测量,以达到对中性束注入器装置放电过程的精确控制,指导对束线工作参数进行优化选择,从而得到高品质的束流。

HT-7诊断中性束评价系统温升特性分析

本文介绍了HT-7诊断中性束装置束评价系统的基本结构和工作原理;分析靶板采样孔的遮挡效应、束腰位置和前、后靶上采样铜柱的温升比值的关系,解释了相同参数下后靶板温升较高的实验现象;根据前、后靶板的平均温升比值,计算了装置运行中的束流焦距,结果显示其误差不大于5%。

诊断中性束装置离子源起弧实验的多元非线性回归分析

通过调节影响诊断中性束离子源弧流的进气量、灯丝电流和弧压三个参量,进行了三组离子源起弧实验。建立了多元非线性回归模型,得到了三个参量对弧流的回归方程。回归分析表明,弧流对进气量和灯丝电流相当敏感,且有趋于饱和的特征,这与实验结果相吻合。在进气针阀开度492、灯丝总电流469A、弧压190V时重复起弧,均得到弧流170A以上、脉宽150ms的稳态放电,满足了诊断中性束流对弧流的要求。

HT-7诊断中性束电源控制系统设计

本文介绍了HT-7托卡马克实验装置上研制的基于脉宽调制(PWM)的诊断中性束电源系统的组成、结构和控制需求,以及控制系统的组成和控制功能等。经实际调试与多轮HT-7实验运行,验证了该套电源控制系统的稳定性与可靠性。

光谱法测HT-7托卡马克诊断中性束的束成分

实验测量了诊断中性束(DNB)中H0的4种主要能量成分(全能量,半能量,1/3能量,1/18能量),运用光谱法来分析中性束的束成分所占百分数。根据多普勒效应,中性束中的氢粒子发出的Hα波长偏离本底的Hα波长,波长偏移量与氢粒子的能量相关,从而在光谱仪上得到多峰Hα谱线。通过编写程序并以此对实验的原始谱线进行了初步和精确拟合,最终准确有效地分析出中性束的束成分和束能量。实验测得DNB束流的中性氢粒子的全能量、半能量、1/3能量和1/18能量4种成分分别占15%,42%,35%,8%。

HT-7诊断中性束装置真空远程监控系统设计

本文介绍了真空实时远程监控系统的设计要求,讨论了该系统的硬件设计、软件设计及其工作原理,给出了部分实验结果。系统成功地应用于实验并获得理想的实验结果,为诊断中性束稳态运行提供可靠保障。

用于EAST诊断中性束加速极初级电源的设计与仿真

介绍了用于EAST的诊断中性束(DNB)加速极初级电源的设计方案。该方案所提供的电压在20kV^50kV范围内可调,特别是在35kV^50kV能以大约1kV为单位逐步上调,同时电压纹波系数可控制在5%以内,最后对初级电源进行了仿真。仿真结果表明该方案完全能达到初级电源的设计要求。

DNB引出束流功率及剖面分布测量

利用束流截止板热量计原理,测量了诊断中性束(DNB)注入托卡马克的束流功率及束流剖面分布。基于热量截止板上正交分布的13只K型热电偶探针测量出DNB引出束流,在加速极电源49 kV,6 A,100 ms的脉冲放电时,采样铜靶上的最高温升为14℃,从而计算出注入束流功率达到160 kW并得到束剖面分布。同时通过对热量截止板冷却循环水温升测量值在时间上的积分数值计算,也获得了注入束流总功率,为130 kW。分析了两种测量结果存在差异的原因,实验结果表明惯性束截止板热量计方法是测量粒子束流功率及剖面分布的有效手段。

基于消失点检测算法的束靶红外图像畸变校正

传统的霍夫变换、Cannylines直线检测算法、霍夫概率变换方法在图像上的直线检测效果不佳,存在检测线段不连续不正确的问题,因而,利用Sobel滤波对红外图像横轴和纵轴两个方向分别进行锐化,通过线段检测(LSD)算法实现线段特征检测,进而经线段聚类拟合获得图像中完整的直线,通过对直线交点计算获得消失点,最后依据透视关系计算得到校正图像。实验结果表明,该方法可以实现对中性束红外图像的自动有效校正。

气体靶厚度对中性化效率的影响与优化实验

本文对影响中性束注入中性化效率因素之一的气体靶厚度进行了分析,在压力分析基础上对HT-7托卡马克诊断中性束装置相关部分进行了工程设计,并建立了一套脉冲充气系统,实现了对系统压力的实时、准确调节,优化了束品质。

DNB束功率测量系统设计

设计了测量诊断中性束(DNB)束功率及束密度剖面的束功率测量方案,采用热电偶测量束线轰击功率测量靶板后靶面的温升信号,经热电偶信号调理器调制放大后,由数据采集卡采集到现场计算机中进行数据处理,以及功率大小和功率密度剖面分布的计算,计算值通过光纤链路传输到控制室终端计算机加以复现.实验证明,DNB束功率测量系统工作稳定可靠,实现了对束线轰击靶板后靶面温升的实时测量,和对束线功率大小及功率密度剖面的良好复现.

DNB高压电源CROWBAR系统研究

为在中性束诊断(DNB)系统打火等严重故障时及时撤除高压以保护系统设备和人员安全,分析了撬棒(CROWBAR)保护系统作为HT-7托卡马克DNB系统高压电源最关键的后备保护系统,针对DNB系统50 kV的高压和恶劣的电磁环境,用大功率引燃管组成的撬棒保护系统并联在DNB高压电源上,故障时导通引燃管将高压电源直接对地短路泄放能量,保护DNB系统设备。通过分析引燃管的参数和触发特点设计的新引燃管触发电路和通过串联水电阻以限制短路电流的方法解决了撬棒保护动作时产生的短路大电流干扰其他电子设备引起的元器件损坏。测试实验和HT-7托卡马克上的DNB实验都表明撬棒系统工作时对周边设备的干扰大大降低,没有造成元器件损坏,该撬棒系统运行可靠稳定,能够满足HT-7和EAST对DNB系统的运行要求。

DNB电源实时监控系统跨平台网络通讯

中性束诊断(Diagnostic Neutral Beam,简称DNB)是一套用于核聚变装置EAST上的等离子体诊断设备。其电源控制系统需要在1ms内对9套电源完成波形、脉冲的输出、测量,网络通讯,以及故障监视与保护等。考虑系统的实时性,下位机采用了QNX实时操作系统。为了提供友好的人机操作环境,选用了Windows系统作为上位机界面平台。文章介绍了QNX与Windows这两种不同平台间的网络通讯,实践证明基于TCP/IP协议,使用Socket API建立套接字在这两个系统之间通讯是完全可行的,且十分可靠高效。