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兆瓦级超级电容储能系统向中心螺线管供电的仿真研究
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作者 王鸿之 彭建飞 +2 位作者 王英翘 李华俊 宣伟民 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期415-422,共8页
为满足HL-3装置高参数供电需求,开展了150MW超级电容储能系统初步设计及向中心螺线管(CS)电源系统供电的匹配性仿真研究。储能系统采用基于载波移相调制的级联H桥结构设计,通过建模仿真的方法验证储能系统整体参数设计的合理性后,进行... 为满足HL-3装置高参数供电需求,开展了150MW超级电容储能系统初步设计及向中心螺线管(CS)电源系统供电的匹配性仿真研究。储能系统采用基于载波移相调制的级联H桥结构设计,通过建模仿真的方法验证储能系统整体参数设计的合理性后,进行了储能系统对中心螺线管电源供电的虚拟放电实验。实验结果表明,储能系统交流输出侧需串接合适参数的滤波器,不仅能降低交流谐波含量,同时有利于CS电源变流器大电流逆变成功,实现CS电源四象限运行;另外,设计的超级电容储能系统可以吸收CS电源逆变过程中回馈的能量且输出电压波动小于7%,放电运行过程中各项参数均满足系统性能要求。建立的仿真模型可以作为后续验证复杂控制策略的研究平台。 展开更多
关键词 HL-3装置 超级电容 级联H桥 中心螺线管电源 匹配性仿真
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kA级双阶梯脉冲电源方案设计与分析
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作者 陈俊宏 肖东华 +4 位作者 熊玉珍 王英翘 陈小昌 宣伟民 戢洋 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期86-92,共7页
托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回... 托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回顾NCST球形托卡马克装置环向场线圈电源的原有方案后,设计了全控型和半控型两种方案,从电压电流的高次谐波、电流的可控性和纹波、改动成本和安装便捷性四方面对比两个方案的优缺点,最终选定半控型改造方案。根据现场条件制作电源改造柜,尽量减少对原有电源柜的改动。实际测试结果显示,两个电流台阶衔接正常,低电流台阶宽度可调、幅值可调,满足改造要求。 展开更多
关键词 NCST 球形托卡马克装置 环向场线圈电源 预电离 双阶梯脉冲电流
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HL-2A装置ECRH主高压电源的研制 被引量:17
3
作者 宣伟民 姚列英 +6 位作者 李青 毛晓惠 邵葵 陈宇红 王雅丽 王英翘 徐伟东 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期136-141,共6页
介绍了HL-2A装置电子回旋系统主高压电源的研制。用星点控制技术实现了高压直流平台输出电压的调节;用TM-703FB大功率调制管为核心的高压调制技术实现了高压电源输出电压的快速升降及电源的快速保护。用前馈补偿和反馈控制技术实现了输... 介绍了HL-2A装置电子回旋系统主高压电源的研制。用星点控制技术实现了高压直流平台输出电压的调节;用TM-703FB大功率调制管为核心的高压调制技术实现了高压电源输出电压的快速升降及电源的快速保护。用前馈补偿和反馈控制技术实现了输出电压波纹小于1%。电源输出总体指标为?60kV/(25A×4)/1s,满足了ECRH系统的要求。 展开更多
关键词 大功率回旋管 星点控制 高压调制器 前馈补偿
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HL-2A装置供电系统 被引量:12
4
作者 宣伟民 姚列英 +5 位作者 李华俊 陈宇红 卜明南 邵葵 毛晓惠 李青 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期246-250,共5页
描述了HL-2A装置供电系统,该系统主要由三套飞轮脉冲发电机组、磁场电源系统和辅助加热高压电源系统组成。电源系统总脉冲容量达到300MVA,一次脉冲释能1200MJ。简要介绍了电源的控制系统和实验结果。
关键词 HL-2A装置 飞轮脉冲发电机 磁场电源 高压电源
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HL-2M装置供电系统研制 被引量:5
5
作者 宣伟民 王英翘 +4 位作者 李华俊 彭建飞 李维斌 李青 HL-2M研制团队 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期437-442,共6页
为满足HL-2M装置的供电需求,须配套建设相应的供电系统。通过仿真计算HL-2M装置的总体供电需求,考虑到HL-2A装置现有的供电系统设备,提出了兼顾HL-2A和HL-2M装置供电需求的总体配置方案。介绍了国内首台300MVA立式交流脉冲发电机组、磁... 为满足HL-2M装置的供电需求,须配套建设相应的供电系统。通过仿真计算HL-2M装置的总体供电需求,考虑到HL-2A装置现有的供电系统设备,提出了兼顾HL-2A和HL-2M装置供电需求的总体配置方案。介绍了国内首台300MVA立式交流脉冲发电机组、磁体电源、高压电源和电源控制系统的研制情况。 展开更多
关键词 HL-2M装置 脉冲发电机组 磁体电源 供电系统
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用于长脉冲大功率微波系统的高压调制电源 被引量:4
6
作者 宣伟民 王明伟 +4 位作者 康自华 杨懋永 刘传福 刘永 李晓东 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期89-94,共6页
为HL-1M装置上的LHCD和ECRH长脉冲大功率微波系统研制的高压调制电源,已达到了-70kV、35A的输出指标。应用该电源首次实现了TM-703F型大功率调整管在1s长脉冲下的运行和双大功率高压调制器的并联运行,... 为HL-1M装置上的LHCD和ECRH长脉冲大功率微波系统研制的高压调制电源,已达到了-70kV、35A的输出指标。应用该电源首次实现了TM-703F型大功率调整管在1s长脉冲下的运行和双大功率高压调制器的并联运行,在没有CROWBAR保护系统的情况下采用有效的快速保护措施实现了长期的稳定可靠运行。 展开更多
关键词 高压调制电源 长脉冲运行 LHCD ECRH 托卡马克
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中国环流器二号A装置(HL-2A)工程研制 被引量:20
7
作者 严建成 刘永 +13 位作者 周才品 李晓东 王树锦 刘德权 宣伟民 陈燎原 曹曾 杨青巍 宋显明 姚列英 毛维成 丁玄同 潘传红 HL-2A研制组 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期241-247,共7页
中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等... 中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等离子体条件下开展与偏滤器位形运行有关的研究。本文总结了HL 2A装置工程设计、制造与安装、工程调试等研制的主要内容和关键技术。工程调试和初步物理实验的结果表明:HL 2A装置的主要工程参数和性能已具备开展物理实验的条件,并已成功地运行于偏滤器位形。2003年11月底,HL 2A装置获得等离子体电流168kA,等离子体存在时间920ms,等离子体线平均密度1.7×1019m-3,环向磁场1 4T,极限真空度为4.6×10-6Pa。 展开更多
关键词 HL-2A装置 偏滤器 磁约束聚变装置 等离子体 托卡马克 工程调试 半径 磁场 物理实验 电流
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HL-2A装置辅助加热高压电源控制系统的设计与实现 被引量:7
8
作者 毛晓惠 李青 +2 位作者 王雅丽 宣伟民 姚列英 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期350-354,共5页
研制了HL-2A装置LHCD和ECRH系统使用的高压电源,其电源拓扑分别为晶闸管交流调压型和星点控制型高压电源,通过高压脉冲调制器给LHCD和ECRH系统供电,采用了波头补偿、前馈和反馈相结合的控制方法,弥补了电源拓扑本身固有的瞬态特性不足... 研制了HL-2A装置LHCD和ECRH系统使用的高压电源,其电源拓扑分别为晶闸管交流调压型和星点控制型高压电源,通过高压脉冲调制器给LHCD和ECRH系统供电,采用了波头补偿、前馈和反馈相结合的控制方法,弥补了电源拓扑本身固有的瞬态特性不足和发电机输出的不稳定性,使电源输出电压输出平顶的稳定度优于1%。介绍了高压电源的主回路结构,对高压电源的控制进行了论述,同时给出了实验结果。 展开更多
关键词 HL-2A装置 辅助加热 高压电源 电源控制系统 设计 power supply control system realization 高压脉冲调制器 电源输出 系统使用 系统供电 拓扑 瞬态特性 实验结果 控制方法 电压输出 不稳定性 LHCD ECRH
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HL-1M装置的ICRH系统 被引量:9
9
作者 赵培福 陆志鸿 +2 位作者 曾建尔 康自华 宣伟民 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期107-113,共7页
介绍了HL-1M装置的ICRH系统的主要性能指标 ,调试获得了频率 2 8~ 36MHz、脉宽4 0~ 6 0ms、0 8MW的输出功率。测试了RF天线的频率特性。ICRH系统已在HL 1M装置上运行 ,并取得了初步的实验结果。
关键词 ICRH系统 RF功率 工作频率 频率特性 离子回旋共振加热 HL-1M装置 高频发生器 发射天线
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基于超级电容储能的中性束注入系统弧电源设计 被引量:6
10
作者 阳璞琼 宣伟民 +2 位作者 曹建勇 李青 刘晓龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期166-170,共5页
弧电源是中性束注入加热系统中最关键的设备之一,它的性能决定了弧放电的稳定性及束流引出的品质。为提高弧放电稳定性,降低电网容量,减少对电网的冲击,弧电源拓扑设计采用了基于超级电容储能和开关电源技术的DC/DC变换器结构。利用多个... 弧电源是中性束注入加热系统中最关键的设备之一,它的性能决定了弧放电的稳定性及束流引出的品质。为提高弧放电稳定性,降低电网容量,减少对电网的冲击,弧电源拓扑设计采用了基于超级电容储能和开关电源技术的DC/DC变换器结构。利用多个IGBT功率模块并联工作,可提高电源工作频率,实现更快的动态响应速度。在详细分析电源工作过程的基础上,设计了滤波电路和电流快速转移电路,根据电源的要求和具体参数,由一阶RL电路的电流响应特性,精确计算出滤波电感的最小值。最后,利用Matlab对电源性能指标进行了仿真验证,结果表明电源性能完全符合设计要求。 展开更多
关键词 超级电容 弧放电 中性束注入 强流离子束 直流变换器
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托卡马克脉冲电源实时控制系统设计 被引量:5
11
作者 李维斌 王雅丽 +3 位作者 任青华 姚列英 宣伟民 王英翘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期113-118,共6页
为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的... 为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。 展开更多
关键词 实时控制 确定性应用 脉冲电源 LABVIEW RT LABVIEW FPGA
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300MVA脉冲发电机高压变频器调速装置设计及调试 被引量:7
12
作者 王海兵 宣伟民 +6 位作者 李华俊 彭建飞 何金成 胡浩天 陈勇 康莉 HL-2M研制团队 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期453-456,共4页
HL-2M装置300MVA脉冲发电机组的调速装置高压变频器主要由输入和输出部分、功率单元、控制部分组成。对高压变频器进行了调试及试验运行。试验表明其输入谐波含量小,输出波形也是完美正弦波,启动到工作转速的时间为16min,再加速时间未超... HL-2M装置300MVA脉冲发电机组的调速装置高压变频器主要由输入和输出部分、功率单元、控制部分组成。对高压变频器进行了调试及试验运行。试验表明其输入谐波含量小,输出波形也是完美正弦波,启动到工作转速的时间为16min,再加速时间未超过5min,能够满足实验放电要求。根据调试情况对空载电流及转子时间常数进行了优化,在空载电流为300A、转子时间常数为1.34s时,其性能为最优。 展开更多
关键词 HL-2M装置 脉冲发电机 调速设备 高压变频器
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HL-2A装置ECRH高压电源分析计算与仿真 被引量:9
13
作者 毛晓惠 李青 +1 位作者 宣伟民 姚列英 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期272-276,共5页
在ECRH高压电源中采用了高压脉冲调制器,大大缩小了电源脉冲上升和下降时间并能提供快速保护。介绍了电子回旋高压电源的主回路结构。计算了电源的前级等效电阻,对电源的动态响应进行了计算分析。运用MATLAB建立模型对电源进行仿真,给... 在ECRH高压电源中采用了高压脉冲调制器,大大缩小了电源脉冲上升和下降时间并能提供快速保护。介绍了电子回旋高压电源的主回路结构。计算了电源的前级等效电阻,对电源的动态响应进行了计算分析。运用MATLAB建立模型对电源进行仿真,给出了实验对比结果。 展开更多
关键词 ECRH 高压电源 分析计算 模拟仿真
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HL-1M装置离子回旋共振加热系统及初步实验 被引量:6
14
作者 陆志鸿 王恩耀 +4 位作者 曾建尔 赵培福 宣伟民 康自华 王鑫全 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期48-53,共6页
新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26~36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1~5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离... 新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26~36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1~5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离子体进行了离子回旋共振加热实验,使电子温度上升了20%。 展开更多
关键词 离子回旋共振加热 射频系统 高频机 HL-1M装置
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HL-1M装置上低混杂波电流驱动实验研究 被引量:4
15
作者 刘永 李晓东 +4 位作者 饶军 薛思文 宣伟民 袁勇 洪文玉 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第A07期43-50,共8页
本文介绍了在HL-1M装置上进行的低混杂波电流驱动(LHCD)实验研究。在LHCD期间粒子约束明显改善,用LHCD实现了对MHD扰动的完全抑制,电流驱动效率随等离子体电流增大而增加。在高密度条件下,发现了低混杂波对离... 本文介绍了在HL-1M装置上进行的低混杂波电流驱动(LHCD)实验研究。在LHCD期间粒子约束明显改善,用LHCD实现了对MHD扰动的完全抑制,电流驱动效率随等离子体电流增大而增加。在高密度条件下,发现了低混杂波对离子的大幅度加热。实验发现,约束的改善总是伴随着等离子体极向旋转的增加和边沿等离子体的饱和离子流的降低以及扰动的抑制。分析表明,粒子约束改善的机理与LHCD期间的径向电场再分布有关。 展开更多
关键词 低混杂波 电流驱动 约束改善 托卡马克
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用于HL-1M装置LHCD的多结发射天线阵 被引量:4
16
作者 刘永 李晓东 +6 位作者 袁勇 饶军 薛思文 吴奏让 宣伟民 朱志量 胡玉民 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期41-45,共5页
采用对天线阵主要物理参数优化设计的方法,研制出了用于HL-1M装置LHCD实验的兆瓦级多结发射天线阵。研制出的天线阵为双层密封窗2×12多结型天线阵,投入使用后经受住了大功率微波的考验,已成功地用于HL-1M装置... 采用对天线阵主要物理参数优化设计的方法,研制出了用于HL-1M装置LHCD实验的兆瓦级多结发射天线阵。研制出的天线阵为双层密封窗2×12多结型天线阵,投入使用后经受住了大功率微波的考验,已成功地用于HL-1M装置的LHCD实验。 展开更多
关键词 LHCD实验 发射天线阵 托卡马克装置 多结型
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300MVA脉冲发电机定子铁心磁化试验 被引量:4
17
作者 王海兵 彭建飞 +3 位作者 宣伟民 李华俊 王小平 李志建 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期334-337,共4页
在现场完成发电机定子铁心叠片及紧压工作后,必须进行发电机定子铁心磁化试验以便检查铁心叠片是否有短路及螺栓是否压紧等。通过给缠绕在定子铁心上的励磁绕组通入交流电流,从而在铁心内部产生铁心损耗,使铁心发热,通过测量铁心各部温... 在现场完成发电机定子铁心叠片及紧压工作后,必须进行发电机定子铁心磁化试验以便检查铁心叠片是否有短路及螺栓是否压紧等。通过给缠绕在定子铁心上的励磁绕组通入交流电流,从而在铁心内部产生铁心损耗,使铁心发热,通过测量铁心各部温升根据试验标准判断铁心是否合格。由于300MVA脉冲发电机的工作频率是变化的而非常规的50Hz工频,因此通过计算获得了变频67Hz和99.6Hz下定子铁心的单位铁损耗。脉冲发电机的定子铁心磁化试验结果表明定子铁心装压质量及绝缘是合格的。试验结果为变频率工作的发电机的铁心磁化试验提供参考。 展开更多
关键词 磁化试验 脉冲发电机 变频率
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HL-2M装置300MVA脉冲发电机组电气制动系统研究 被引量:2
18
作者 彭建飞 廖超 +6 位作者 宣伟民 王海兵 李华俊 卜明南 徐丽荣 胡浩天 石迎天 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期8-13,共6页
为给HL-2M装置300MVA脉冲发电机组频繁启停和重大故障时快速停机提供保障,发电机组电气制动系统采取电气制动和机械制动相结合的运行方式。介绍了300MVA脉冲机组电气制动的特殊性,对六相脉冲同步发电机组电气制动进行了理论分析,确定了... 为给HL-2M装置300MVA脉冲发电机组频繁启停和重大故障时快速停机提供保障,发电机组电气制动系统采取电气制动和机械制动相结合的运行方式。介绍了300MVA脉冲机组电气制动的特殊性,对六相脉冲同步发电机组电气制动进行了理论分析,确定了电气制动的主回路和控制方案。基于经验证的发电机模型,对正常工况和极端工况下机组电气制动过程进行了动态模拟,确定了主要设计参数,制动励磁电压和制动电阻分别为40V和0.1Ω。 展开更多
关键词 HL-2M装置 脉冲发电机组 六相发电机 电气制动 制动电阻
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HL-2M装置300MVA脉冲发电机组的设计 被引量:2
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作者 彭建飞 宣伟民 +4 位作者 将宝钢 魏玉国 李华俊 王海兵 王英翘 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期443-448,共6页
为了满足HL-2M装置的供电需求,建造了一套额定功率300MVA、额定释能1350MJ的脉冲发电机组。通过对机组卧式和立式两种方案的前期设计和对比分析,确定机组采取轴系稳定性更高的立式无单独飞轮方案。机组由六相凸极同步发电机和同轴的850... 为了满足HL-2M装置的供电需求,建造了一套额定功率300MVA、额定释能1350MJ的脉冲发电机组。通过对机组卧式和立式两种方案的前期设计和对比分析,确定机组采取轴系稳定性更高的立式无单独飞轮方案。机组由六相凸极同步发电机和同轴的8500kW异步电动机组成,为国内首台采取立式结构的大功率脉冲发电机组。其技术设计主要包括机组结构设计和发电机电磁设计等内容,并通过机组等效模型对其启动和放电动态过程进行了模拟仿真研究。研究结果显示,设计的机组在15min内能启机到额定转速498rpm,发电机电磁参数能满足HL-2M装置的特殊负载放电要求。机组的前期设计和技术设计为机组成功研制打下了良好基础,建立的仿真模型可以作为后期机组运行控制策略研究的辅助工具。 展开更多
关键词 HL-2M装置 脉冲发电机组 六相发电机 立式结构
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2500kW双馈电机超同步调速装置研制 被引量:2
20
作者 李华俊 杜沧 +8 位作者 宣伟民 彭建飞 胡浩天 刘伶 王树锦 康莉 徐丽荣 黄昭荣 王小平 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期34-38,共5页
为了满足HL-2A环向磁场的要求,成功研制了两套2500kW感应拖动电机的超同步调速装置。基于交-交变频器,通过对每套2500kW拖动电机采用双馈电机矢量控制技术进行调速后,将两台80MVA机组的最高转速由以前的额定转速1488rpm提高到了1650rpm... 为了满足HL-2A环向磁场的要求,成功研制了两套2500kW感应拖动电机的超同步调速装置。基于交-交变频器,通过对每套2500kW拖动电机采用双馈电机矢量控制技术进行调速后,将两台80MVA机组的最高转速由以前的额定转速1488rpm提高到了1650rpm,每台机组的一次脉冲释能达到500MJ,使HL-2A装置具备了环向磁场达2.8T的能力。 展开更多
关键词 双馈电机 交-交变频器 矢量控制 超同步调速装置
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