HL-2M装置300MVA脉冲发电机组电气制动系统研究

为给HL-2M装置300MVA脉冲发电机组频繁启停和重大故障时快速停机提供保障,发电机组电气制动系统采取电气制动和机械制动相结合的运行方式。介绍了300MVA脉冲机组电气制动的特殊性,对六相脉冲同步发电机组电气制动进行了理论分析,确定了电气制动的主回路和控制方案。基于经验证的发电机模型,对正常工况和极端工况下机组电气制动过程进行了动态模拟,确定了主要设计参数,制动励磁电压和制动电阻分别为40V和0.1Ω。

HL-2M装置300MVA脉冲发电机组的设计

为了满足HL-2M装置的供电需求,建造了一套额定功率300MVA、额定释能1350MJ的脉冲发电机组。通过对机组卧式和立式两种方案的前期设计和对比分析,确定机组采取轴系稳定性更高的立式无单独飞轮方案。机组由六相凸极同步发电机和同轴的8500kW异步电动机组成,为国内首台采取立式结构的大功率脉冲发电机组。其技术设计主要包括机组结构设计和发电机电磁设计等内容,并通过机组等效模型对其启动和放电动态过程进行了模拟仿真研究。研究结果显示,设计的机组在15min内能启机到额定转速498rpm,发电机电磁参数能满足HL-2M装置的特殊负载放电要求。机组的前期设计和技术设计为机组成功研制打下了良好基础,建立的仿真模型可以作为后期机组运行控制策略研究的辅助工具。

直流脉冲发电机组的两机并联运行分析

直流脉冲发电机组是一种利用飞轮储能的脉冲电源。为了使该发电机组的应用范围更加广泛,本文研究了两机组并联运行时的运行状态。本文首先分析了在两机组参数一致的情况下,脉冲发电系统输出恒定负载电流时的励磁电压的变化规律、机组可持续输出恒定电流的最大时间、飞轮机组最低角速度。进而分析了系统在励磁回路参数、飞轮初始角速度、飞轮系统转动惯量不一致时,系统维持恒定的负载电流条件。并搭建了相应的数学仿真模型,验证了理论的正确性。

300 MVA脉冲发电机组滑差方式起动过程研究

介绍了300MVA脉冲发电机组的滑差装置。对机组采取滑差方式的起动过程进行了分析和等效建模。根据机组实际起动过程电气波形,利用非线性规划模型,建立了滑差装置液体电阻等效仿真模型,并代入机组参数对起动过程进行仿真,仿真结果和实际波形吻合,验证了模型的正确性。在此基础上,为了使机组的转速达到额定转速,提出在滑差装置液体电阻低位时并入两级固体金属电阻后短接的方案,给出了两级固体金属电阻的阻值等理论参数,并通过仿真验证了方案的可行性。建立的仿真模型可以作为研究不同参数、不同控制策略下的机组起动过程动态特性的重要工具。

300 MV·A脉冲发电机组向HL-2M装置环向场供电仿真研究

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。

基于300MVA脉冲发电机组双闭环矢量控制建模及仿真

通过对300MVA脉冲发电机组的机械结构和电气特性的分析,利用现有的试验数据和铭牌数据对整个机组的运行参数进行了等效计算,建立了基于Simulink的大功率异步电机双闭环矢量控制模型并进行了仿真分析。通过调节转速环和电流环的比例积分(PI)参数改善电流、转矩波形质量。仿真结果表明,该调速系统具有较好的动、静态性能,能够很好地满足机组的启动及运行要求。

计算机控制在100MW交流脉冲发电机组中应用

本文介绍了一种１００ＭＷ六相双Ｙ交流脉冲发电机组的计算机控制系统，系统采用可编程控制器（ＰＬＣ）、工控微机（ＰＣ）构成工业控制网络，介绍了该系统的软、硬件设计以及控制系统特点。

直流脉冲发电机组励磁电源环流抑制与直流限压研究

为避免对电网造成负荷冲击,在核聚变实验装置中广泛运用直流脉冲发电机组。针对传统开环控制励磁电压的方式无法解决发电机组并联运行时出现的环流问题,在理论分析环流抑制措施的基础上,提出一种电枢电流闭环负反馈控制的励磁电源系统。从工程实际情况出发,重点阐述了直流侧电容电压泵升问题,从而提出自然续流下电容旁路的解决方案,消除了死区时间对自然续流的不利影响。仿真和实验证明励磁电源系统设计的合理性。

合康变频大功率风水冷高压变频器在核工业脉冲发电机组中的应用

核工业西南物理研究院聚变科学所应用合康变频提供的高压风水冷变频调速系统拖动8500kW电机进行变频调速,以满足不同工况下脉冲发电机组的启动、放电跟踪和再加速要求。并根据中央控制系统指令进行自动控制,满足磁约束核聚变实验装置中的中国环流器二号M(HL-2M)能量的充足供应,确保实验的顺利进行。

300MV·A交流脉冲发电机组拖动电机设计研究

通过交流脉冲发电机组拖动电机的选型、电磁计算、拖动的结构和电机起动过程的仿真计算等主要方面阐述了交流脉冲发电机组拖动电机的设计特点和应注意的问题。

1．19 80MVA脉冲发电机组滑差调节器改造

80MVA脉冲发电机组的起动和再加速，即为维持定子电流恒定转子回路串接电阻随滑差率改变而改变的恒转矩起动和再加速方式。滑差调节器采用反馈控制方式通过改变串入转子回路的电阻来维持起动或再加速过程中定子侧电流的恒定，最终使机组系统达到最高转速。

80兆伏安交流脉冲发电机组研制和运行简况

我厂于80年代初研制完成的二套80兆伏安交流脉冲发电机组，系为西南物理研究所（585所）研究实现受控热核反应的451工程“工程环流器一号”实验装置提供能产生5特斯拉强度磁场的电源装置。这二套机组自1984年投入实验以来，使用运行情况一直很正常，性能全部满足技术要求。它完全是我国自行设计研制成功的。1985年11月国家验收“中国环流器一号”，证实调试获得的物理参数达到和超过了预定指标，得到的等离子体的寿命，为国内同类装置等离子体寿命的10何倍，并且是国际上同规模“托卡马克”实验所罕见的。1987年“中国环流器一号”荣获国家科学技术进步一等奖，而80兆伏安交流脉冲发电机组，由5853所上报，1987年以“大功率交流脉冲发电机组研制”名义获国家科技进步三等奖。它是我厂继“3000转／分水内冷汽轮发电机”1985年获国家科学技术进步一等奖以后，第二次获得的国家级科技进步奖。1991年部局一些老领导参观585所，对此二套发电机所起的作用甚为关怀重视，要求我厂总结，除专题总结外，现将该机组研制和运行简况作一介绍。

带脉冲负荷发电机组的起动及瞬态性能

计算研究了带有大储能飞轮的某型号柴油发电机组采用电机起动和高压分配气起动两种冷起动方案,对两种方案进行了比较,并分析了不同的高压气体压力对冷起动过程的影响.计算了发电机组在正弦波载荷、矩形波载荷、三角波载荷等动态负荷下的瞬态工作性能,分析了不同载荷周期和峰值对瞬态工作性能的影响.通过计算研究,对脉冲发电机组的脉冲工作方式、起动方案提供结论性的意见.

基于有限元法的脉冲负载下高弹联轴器轴向力计算方法

以应用于脉冲柴油机发电机组中的高弹联轴器为研究对象,利用CATIA建立高弹联轴器的三维模型导入到Hyper Mesh中进行有限元网格划分,再将其有限元模型导入ANSYS中进行仿真分析,模拟其橡胶块在脉冲负载作用下的动态性能,对高弹联轴器在柴油机输出扭矩和脉冲负载同时作用时产生的轴向力进行仿真计算。结果表明:高弹联轴器在该工况下产生的轴向力较大,并且橡胶块在受交变应力作用时产生多应力集中点。仿真结果与Rivlin经典理论计算结果有较好的一致性,可为消磁舰船动力装置、消磁电站发电机组等场合下的弹性联轴器的选型设计提供参考。

脉冲负载下高弹联轴器瞬态特性分析

以应用于脉冲柴油机发电机组中的高弹联轴器为研究对象,采用CATIA建立高弹联轴器的精确三维模型,利用Hyper Mesh对模型进行有限元网格划分,再导入到ANSYS进行校核分析,通过有限元方法仿真分析高弹联轴器的瞬态动态特性,并校核该高弹联轴器在机组工作中的轴向位移、径向位移及扭转角度。

HL-2M装置供电系统研制

为满足HL-2M装置的供电需求,须配套建设相应的供电系统。通过仿真计算HL-2M装置的总体供电需求,考虑到HL-2A装置现有的供电系统设备,提出了兼顾HL-2A和HL-2M装置供电需求的总体配置方案。介绍了国内首台300MVA立式交流脉冲发电机组、磁体电源、高压电源和电源控制系统的研制情况。