HL-2M装置低杂波钛泵电流监测器的研制

选用Arduino nano开源硬件平台、OLED图形显示器和SD卡等器件,研制了钛泵电流监测器,实现了在非实验期间钛泵电流长期低速采集、存储和趋势图显示功能。同时启用内部中断和外部中断,提升采样频率到1k Hz,拓展了监测器的应用范围。测试结果表明,监测器趋势图与测试信号一致,最大采集误差为0.25μA。

EAST 2MW/2450MHz低杂波电流驱动系统综述

为了研究全超导托卡马克稳态高参数等离子体性能，2008年在EAST装置上研制并成功建成了一套最大能传输2兆瓦，工作频率是2450MHz的低混杂波电流驱动系统。该系统主要由20个速调管放大器、4套高压源、20路每路30-40米长的WR430标准矩形波导传输线和多结波导天线阵列组成。辐射波谱的控制是通过子波导内的固定移相器和微波前级的数字可调移相器两种移相手段来实现。在低杂波系统的辅助下成功实现了：驱动中心密度为1～2×10^13cm^-3下150-500kA的等离子体，全波驱动250kA电流达23s和低杂波辅助启动实验，所有的这些实验都证明了整个低杂波系统的稳定和可靠性。详细描述了整个系统的构成和初步的实验结果。

EAST4．6GHz／4MW低杂波电流驱动系统隔直器优化设计

为了研究全超导托卡马克稳态高参数等离子体性能，2008年在EAST托卡马克装置上研制并成功建成了一套能最大传输2兆瓦，工作频率是2450MHz的低混杂波电流驱动系统，要实现低杂波长时间地维持等离子体电流，还需要对低杂波系统的输出功率大小及运行时间长度提出更高要求，拟研制一套波源输出功率4MW，中心频率4．6GHz，波谱范围为1.7〈N〈2．5，运行脉冲宽度0～1000秒低杂波电流驱动系统。在EAST4．6GHz／4MW低杂波电流驱动系统中，因为速调管放大器和低杂波天线有共同的接地点，速调管放大器电源为负高压，有接地点，低杂波天线有接地点，并且和EAST托卡马克相连，在系统中要求不能有两个接地点，所以要通过隔直器来隔断托卡马克和速调管之间的的直流通路。论文详细介绍了隔直器的原理和设计过程，在以4．6GHz为中心频率，150MHz的频带范围内，隔直器各个端口微波性能良好。

HL-2A装置2MW低杂波反射保护技术研究

为提高HL-2A装置低杂波电流驱动系统的实验效率,研制了高反射保护系统。使用Verilog硬件描述语言设计数字信号处理电路,选择EPM240T100C4型可编程逻辑器件(CPLD)实现数字信号处理;使用一个14位计数器,实现了在低杂波系统反射保护动作后间隔3.6ms后重启的功能。测试结果表明,该保护系统实现了设计要求。

低杂波电流驱动阴极高压电源系统的优化与实现

4.6 GHz低杂波电流驱动(LHCD)是EAST托卡马克装置辅助加热系统的重要组成部分。其阴极高压直流电源基于脉冲阶梯调制(PSM)技术,采用64个直流模块串联输出50 kV直流电压。单模块的调制频率设计为50 Hz,故而系统调节速度有限,面对实际运行中网侧电压波动引起的干扰时,电源无法做出更快速的响应与反馈调节,从而导致输出电压产生大幅波动,影响输出性能。为提高电源调节速度和抗干扰能力,设计了具有1 kHz调制能力的高频整流模块以替代部分原低频模块,利用高频模块的快速调节能力抑制输出电压的波动。实验结果表明,升级后的电源输出电压波动减小了50%,更好地满足速调管对于电压精度和稳定度的控制要求,保障了系统运行的可靠性。

HL-2A装置低杂波天线3-dB功分器设计

基于微波奇偶模理论、叠加原理和阻抗匹配理论分析设计了3-dB功率分配器的结构参数,使用高频电磁场仿真软件HFSS进行结构仿真和参数优化,得到了最优结果:输入端口1的反射损耗RL=-41.42dB;1和4端口的隔离度Iso=-44.86dB;输出端口2、3的功分度为-3.02dB和-3.01dB;输入驻波比VSWR=1.017。

HL-2A装置低杂波天线子波导微波器件研制

基于微波奇偶模理论、叠加原理和阻抗匹配理论,设计了集成有3-dB功率分配器和固定移相器的子波导微波器件。使用高频电磁场仿真软件HFSS进行了结构仿真和参数优化分析,得到了优化结果,并且研制了子波导微波器件实物,测试结果和理论设计符合得很好。

HL-2A装置低杂波天线TE_(10)模过渡段设计

介绍了将3-dB功率分配器、模式转化器、耦合器、水负载等常规波导器件发展为单元模块集成部件的基于PAM概念的新一代低杂波天线,利用耦合模理论分析设计了TE10模过渡段的结构参数,使用高频电磁场仿真软件HFSS进行结构仿真和参数优化,得到了过渡段长度为370mm,驻波比为1.0012、反射损耗为-65.81dB的结果。

HL-2A装置低杂波保护系统研制

1995年以来在HL-1M装置上成功地进行了LHCD实验，取得了丰硕的成果。2004年的LHCD实验是在HL-1M装置基础上改进的HL-2A装置上进行的。保护系统的优化是LHCD系统提高与完善的重要内容之一。LHCD微波功率传输系统的波导天线内部拉弧打火探测及其保护系统，微波功率输出系统速调管的管体电流定量测量及其保护系统都是本年度实验的重要项目。

HL-2A装置低杂波系统真空性能分析

低杂波电流驱动系统在2004年经过改造完成了重建工作，并在HL-2A装置上用单只速调管输出300～400kW的微波功率系统进行了工程调试。针对大功率微波的传输和发射，微波的局部打火和拉弧，低杂波传输线和天线作了相应的技术改造，设计了相对独立的真空系统，具备了抽气和充气的能力。

HL-2A装置低杂波保护系统实时性能分析

1引言 在单只速调管的条件下，对低杂波（LHCD）系统整体进行了工程调试，并投入物理实验。为了保证低杂波系统的安全运行，对保护系统开展了深入的研究，保护系统对管体电流、微波打火和高压过流过压等现象进行了有效的测量和快速反馈保护，对低杂波系统的安全运行起到了积极的作用。因此，开展保护系统的研究与分析是低杂波电流驱动系统的重要内容之一。

HL-2A装置低杂波高压电源逻辑控制保护系统

HL-2A装置低杂波高压电源的主回路设备是在原有的电源基础上改造重建的，但其逻辑控制保护系统却是新研制的，针对低杂波高压电源其输出电压高的特点，其控制保护系统就显得尤为重要。这套控制保护系统是在PLC基础上，采用SIEMENS STEP7软件编程实现的。

HL-2A装置的LHCD运行区域与驱动电流分布控制

讨论了低杂波电流驱动 (LHCD)实验中电流驱动效率、电流分布控制与等离子体参数和入射波谱的关系 ,以及波的可近性对确定功率沉积分布的作用。讨论了控制电流密度分布的方法及在HL

HL-2A装置LHCD系统灯丝电源远程控制的一种新方法

为解决HL-2A装置低杂波电流驱动(LHCD)系统灯丝电源无法远程控制的问题,介绍了基于西门子WinCC监测系统的HL-2A装置LHCD系统灯丝电源MSComm串行通信系统的设计与实现。在WinCC图形编辑器中直接调用MSComm控件,编写VBS全局脚本实现对串口的访问,解决了硬件组态过程中串行通讯操作被WinCC所限制的问题。采用了虚拟串口技术、工业以太网通讯技术、光纤隔离技术等,提高了WinCC组态串口设备的灵活性。HL-2A装置LHCD实验证明,在HL-2A装置放电的复杂电磁环境下,LHCD灯丝电源MSComm串行通信系统运行稳定、功能完善。

HL—2A装置LHCD的运行区域与驱动电流分布控制

本文利用低杂波电流驱动（LHCD）的理论和实验结果，讨论了电流驱动效率和电流分布控制与等离子体参量及入射波谱的关系，强调了波传播在确定功率沉积分布区域中的作用，并讨论了控制电流密度分布的方法，探索在HL－2A装置上实现中心负磁剪切位形的可能性。

HL-1M装置LHCD系统双管运行及长脉冲实验

通过对ＨＬ－１Ｍ装置的ＬＨＣＤ工程系统的微波耦合天线、传输线、高压调制电源、激励电源、辅助电源、冷却系统的改进，实现了双管并联运行和单管长脉冲输出，双管输出微波功率８５０ｋＷ，单管长脉冲宽度１０５０ｍｓ，耦合效率达到８５％。

CRAFTLHCD速调管激励源综合测试系统设计

针对聚变堆低杂波电流驱动系统速调管激励源功能特性多样的特点和微波组件繁多的问题,设计了具备多参数测量和自分析诊断能力的速调管激励源综合测试系统。该系统的测量部分能够对速调管激励源输出微波信号的频率特性、开关特性、功率特性和移相特性进行实时检测;其控制诊断部分的设计基于PXI系列工控硬件和Qt集成开发环境,能够对测试过程进行全局规划调度、数据采集存储和智能故障诊断,并能生成测试报告。实际运行表明,该综合测试系统可以24h连续无人化工作,提高了速调管激励源的测试和故障诊断效率。

EAST-LHCD 4.6G频率源的研制

EAST超导托卡马克是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,低杂波电流驱动系统(LHCD)是在该装置中维持长脉冲等离子体和改善其等离子体约束的重要手段之一。LHCD要求一台低相位噪声、高稳定度的频率源。使用锁相环技术,通过良好的方案设计和合理的电路布局,研制了一台4.6G频率源,作为该系统微波驱动电路的信号源。

3．7GHz大功率3db功分器设计

设计了一种用于3.7GHz低杂波电流驱动(LHCD)系统的高功率3db功分器。论文基于奇偶模理论和S参数矩阵分析,得到初步的3db功分器结构参数,然后利用高频仿真软件HFSS进行结构仿真和参数优化,得到最优结构,使得3db功分器的VSWR=1.02、D=35db、C=3.03db、I=38.2db。同时详细分析了大功率下的热损耗情况,提出了合理的散热方式,保证了功分器在长脉冲大功率时,表面平均温度处于63℃的平衡状态。