طراحی سیستم تامین انرژی سیم پیچ چنبرهای بر پایه ابرخازن به منظور افزایش زمان پلاسما در توکامک دماوند

در این مقاله سیستم تامین انرژی و تخلیه جریان در سیم ­پیچ چنبره ای توکامک دماوند به منظور افزایش زمان میدان های مغناطیسی با هدف افزایش زمان ماندگاری پلاسما، طراحی و شبیه سازی شده است. در حال حاضر در این توکامک جریان سیم­ پیچ چنبره ای دارای نیم سیکل سینوسی با مدت زمان ms ۱۰۰ و پیک جریان kA ۱۲ است که میدان مغناطیس تقریبا T ۱/۱ در مرکز چنبره تولید می کند و ناحیه تخت آن در حدود ms ۲۰ می باشد که برای تشکیل و محصورسازی پلاسما استفاده می گردد. با هدف ارتقاء توکامک دماوند به منظور افزایش مدت زمان ماندگاری پلاسما به ms ۲۰۰، ضروری است که سیستم های تامین انرژی و کنترل مربوط به جریان سیم ­پیچ های قطبی و چنبره ای جدید طراحی و ارتقاء یابد. برای رسیدن به هدف مذکور، در این مقاله سیستم تامین انرژی اصلی بر پایه منابع انرژی ذخیره ساز ابر خازن با ظرفیت F۲۱، ولتاژ تحمل V۹۰۰ و چیدمان ۷ شاخه سری، ۸ شاخه موازی طراحی شده است. هم چنین جهت تامین و تثبیت جریان سیم پیچ چنبره ای، مبدل چاپر با ۷ ماژول موازی به همراه سیستم کنترل حلقه بسته با کنترل کننده هیسترزیس طراحی و شبیه سازی شده است. سیستم کلی قابیلت تامین و تثبیت میدان مغناطیسی از محدوده ۷/۰ تا ۲/۱ تسلا با ریپل کم تر از %۲/۰ و مدت زمان ms ۲۰۰ برای ناحیه تخت دارد. هم چنین سیستم شارژ بانک ابر خازنی بر اساس مبدل یکسوساز ۱۲ پالسه و مبدل باک با روش جریان ثابت، طراحی و شبیه سازی شده است که نتایج مطلوبی را حاصل کرده است.

کلیدواژه ها:

سیم پیچ چنبره ای ، توکامک دماوند ، مبدل قدرت ، ابرخازن ، پلاسما