超级电容在中性束弧放电电源中的应用研究

doi:10.16568/j.0254-6086.201503006

核聚变与等离子体物理 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (3): 223-227.DOI: 10.16568/j.0254-6086.201503006

超级电容在中性束弧放电电源中的应用研究

阳璞琼1, 2，宣伟民1，魏会领1

(1. 核工业西南物理研究院，成都 610041；2. 南华大学电气工程学院，衡阳 421001)

出版日期:2015-09-15 发布日期:2015-09-15
作者简介:阳璞琼(1980-)，男，讲师，博士研究生，从事核能科学与工程，大功率脉冲电源技术等研究。
基金资助:
国家磁约束核聚变能发展研究专项(2012GB104000)

Application of supper capacitors to power supply for NBI arc discharge

YANG Pu-qiong1, 2, XUAN Wei-min1, WEI Hui-ling1

(1. Southwestern Institute of Physics, Chengdu 610041; 2. University of South China, Hengyang 421001)

Online:2015-09-15 Published:2015-09-15

摘要/Abstract

摘要：

介绍了超级电容的结构原理与电路模型，以及超级电容在托卡马克装置实验中的应用。综合分析了大功率离子源弧放电电源的供电特性以及HL-2A 装置1MW 中性束注入系统的弧电源供电电路拓扑。提出了一种基于超级电容储能的5MW 中性束注入离子源弧放电电源供电方案，它能减小所需的电网容量，具有更小的体积和更高的效率、控制简单、响应速度快等特点。提出了采用恒压控制方式的基于超级电容供电的5MW 中性束注入离子源灯丝电源方案，分析了该方案的可行性和技术优势。为均衡用许多超级电容串并联组合储能时单体超级电容的电压，提出了一种可靠、高效的电压均衡电路。

关键词: 弧放电, 超级电容, 中性束注入, 托卡马克

Abstract:

The structure principle, circuit model and application of the super capacitor were introduced in tokamak experiment. The arc discharge power supply characteristics of high power ion source and the circuit topology of 1MW NBI arc supply for HL-2A tokomak are comprehensively analyzed. An arc discharge power supply circuit for 5MW NBI ion source has been developed by application of super capacitors, which can reduce the load of electric network and has smaller size, higher efficiency, simpler control and quicker response speed. A scheme for 5MW NBI ion source filament power supply using super capacitors supply and constant voltage control has been put forward, and the feasibility and technical advantages of the scheme have also been given. To equalize the voltages of individual super capacitor in energy storage by a numerous super capacitors in series and in parallel, this paper put forward a reliable and efficient voltage balancing circuit.

Key words: Arc discharge, Super capacitor, Neutral beam injection, Tokamak

中图分类号:

TL623

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