分类: 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间: 2024-05-01
摘要: 天环一号(CAT-1: China Astro-Torus 1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。本文根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和TSR线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200kg、电流5MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为 3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在Δz < 100 mm、er < 50 mm、α< π/24。
分类: 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间: 2024-04-15
摘要: 天环一号(CAT-1: China Astro-Torus 1)是一个悬浮偶极场磁约束装置,主要用于偶极场等离子体物理实验研究,要求中心悬浮超导磁体在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5h。本文设计了超导托举磁体与中心悬浮磁体环耦合的悬浮控制系统,为确保1200 kg、5 MA中心悬浮磁体环稳定悬浮,完成了控制系统的Simulink模型建立和仿真,基于 Routh-Hurwitz稳定判据,研究了PID(Proportion-Integral-Derivative)控制策略对稳定控制影响,确定了稳定控制参数选取的范围:理想条件下PD(Proportion-Derivative)控制系统上升时间为0.1545 s、峰值时间为0.6283 s、调节时间0.0848 s。结果表明:基于PID能够在较短的时间内将悬浮超导环恢复在预设平衡位置,采用合适的启动方式可极大的降低电路的负载。本结果为悬浮超导悬浮偶极场装置设计研发提供关键技术支撑。
分类: 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间: 2024-03-03
摘要: 针对天环一号(CAT-1: China Astro-Torus 1)偶极场等离子体物理实验要求,装置要求中心漂浮超导线圈在无冷却和无电源条件下稳定悬浮至少5hr,设计了超导托举线圈与中心漂浮线圈耦合系统的悬浮控制系统。为确保1200 kg、5 MA悬浮磁体稳定悬浮,完成了控制系统的Simulink模型建立和仿真,基于 Routh-Hurwitz稳定判据,研究了PID控制策略对稳定控制影响,确定了稳定控制参数选取的范围:当驱动托举线圈的电源响应频率应大于9 Hz,输出电流的误差小于0.1%时,理想条件下PD控制系统最有控制效果为延迟时间为0.0463 s、上升时间为0.1545 s、峰值时间为0.6283 s、调节时间0.0848 s、超调量δ=1.6,稳态误差err小于0.05 mm,为电源相应频率大于9 Hz,输出误差小于0.05%。结果表明:基于PID能够在较短的时间内将悬浮超导环在预设位置,且采用合适的启动方式情况下,可极大的降低电路的负载,并为悬浮超导悬浮偶极场装置的技术可行性提供有力支撑。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 本文测量了在 30 ~ 90℃,1 ~ 19kV/mm 下三种接触方式的交联聚乙烯 /三元乙丙橡胶双层介质电导特性,分析了电场、界面以及温度对双层介质电导的影响机理。研究表明:随着电场升高,三种双层介质电导率的电场依赖性均随之升高;热压接触式双层介质电导率的温度敏感性强于其他两种物理接触界面的双层介质,温度对化学界面的影响比对物理界面的影响更大。双层介质电导存在类似半导体物理中 PN结的极性现象,热压式接触双层介质电导率极性效应与另外两种双层介质相反。界面状态对双层介质的电导特性有着明显的影响。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 为了保证高压直流电缆满足预期的使用条件和长期运行的稳定性,需要对高压直流电缆进行型式试验。对型式试验前后电缆的主绝缘由内层到外层交联副产物含量变化以及不同温度下电流密度随电场强度变化曲线进行分析。实验结果表明,型式试验抑制了低场强下的载流子迁移,促进交联副产物由内层向中层和外层迁移,且交联副产物的含量越多,温度越高,电流密度的阈值电场越低。