[发明专利]一种托卡马克等离子体破裂模拟装置及模拟方法

摘要

本发明公开了一种托卡马克等离子体破裂模拟装置及模拟方法，包括供电电容、放电开关、续流二极管、欧姆线圈、铁芯、等离子体线圈、破裂模拟开关、破裂模拟电阻以及触发控制单元；供电电容用于对欧姆线圈供电，在等离子体线圈中感应产生电流，当放电开关导通时供电电容对后续电路放电；当放电开关关断时所述供电电容不放电，供电电容的电压保持不变；续流二极管用于在放电开关断开后与欧姆线圈构成回路，并对欧姆线圈的电流进行续流。欧姆线圈用于模拟托卡马克装置的欧姆场线圈，通过供电电容对其供电，在副方等离子体线圈中感应产生并控制维持等离子体线圈电流；等离子体线圈用于模拟托卡马克装置的等离子体电流环，该线圈中的电流用以模拟等离子体电流。

主权项

1.一种托卡马克等离子体破裂模拟装置，其特征在于，包括供电电容(5)、放电开关(6)、续流二极管(7)、欧姆线圈(8)、铁芯(9)、等离子体线圈(10)、破裂模拟开关(11)、破裂模拟电阻(12)以及触发控制单元；所述供电电容(5)的正极与放电开关(6)一端相连，放电开关(6)的另一端与欧姆线圈(8)的电流输入端相连，欧姆线圈(8)的电流输出端与供电电容(5)负极相连；所述放电开关(6)的控制端与所述触发控制单元的第一输出端连接，且所述放电开关(6)的控制端用于控制所述放电开关(6)的一端与另一端之间的导通或断开；所述续流二极管(7)的阴极与所述欧姆线圈(8)的电流输入端连接，所述续流二极管(7)的阳极与所述欧姆线圈(8)的电流输出端连接；所述等离子体线圈(10)为一有断口的导体环，所述破裂模拟开关(11)的电流输入端和电流输出端分别接在所述等离子体线圈(10)断口的两端；所述破裂模拟电阻(12)与所述破裂模拟开关(11)并联连接；所述破裂模拟开关(11)的控制端与所述触发控制单元的第二输出端连接，且所述破裂模拟开关(11)的控制端用于控制所述破裂模拟开关(11)的电流输入端与电流输出端之间的导通或断开；所述铁芯(9)为“日”字型结构，中心柱为圆截面；所述欧姆线圈(8)为多匝结构，紧密绕制在铁芯中心柱上，且关于铁芯中平面呈上下对称分布；所述等离子体线圈(10)为一匝，以铁芯中心柱为轴安装于铁芯中平面位置处；所述破裂模拟开关(11)在等离子体线圈电流上升及平顶阶段导通，与等离子体线圈构成低回路电阻回路，绝大部分电流流经破裂模拟开关；在模拟破裂瞬间关断，将破裂模拟电阻快速接入，形成高回路电阻回路，模拟破裂过程；所述破裂模拟电阻(12)破裂模拟电阻用以在模拟破裂瞬间接入等离子体线圈回路，瞬时增大等离子体线圈回路电阻，使线圈电流快速下降，模拟破裂过程。