在國家“九五”重大科學工程項目east超導托卡馬克裝置中，電源系統應具備的功能是:(1) 在各超導線圈上提供可以控制，并能正反向的0~15ka電流和0~2.5kv電壓;(2) 在超導線圈失超時，能迅速將超導線圈中電流轉移出來，實現失超保護;(3) 快速地過電壓、過電流保護;(4) 電源對地隔離為5kv;(5)電源系統測量及監控。為此，我們利用晶閘管半導體器件開發出了大功率有環流運行的四象限變流系統和雙向直流晶閘管開關系統。
east 磁體電源變流系統主要是由晶閘管、電抗器和變壓器等元件構成。整個電源系統變流器裝機容量為210mw，每套電源變流系統有環流四象限運行，直流電流15ka，直流電壓200～700v不等, 對地絕緣電壓 5.0kv。該變流器電路結構新穎，其關鍵技術是由一個變壓器實現了同相逆并聯和有環流運行兩種運行方式，大大節省了造價和解決了大電流下的電磁兼容問題，穩定地實現高功率下有環流四象限運行，而且利用兩組變流器的串聯可以實現順序控制方式，減小無功功率輸出。變流器的主要作用是在超導線圈中通以一定的電流波形，實現等離子體電流的慢上升和電流控制、以及等離子體的位移、和形狀控制。
晶閘管開關系統主要是由晶閘管、電感、電容、電阻等元件組成。根據east 超導托卡馬克電源系統的要求，開關能開斷雙向大直流電流 15ka, 電壓 2.4kv;開關必須頻繁動作, 要求開關具有高的可靠性和長的壽命, 開關壽命在 10 萬次以上;同時要求開關動作時間小于2ms, 且開關能連續開斷，兩次開斷的間隔時間小于 200ms 。在開關的研制過程中主要解決了大直流下多晶閘管并聯的靜態均流問題和動態均流問題;晶閘管器件的迅速關斷問題;開關在200ms內連續開斷問題。開關結構上采用了圓盤上器件對稱安裝的技術。整個電源系統有12套晶閘管開關，每個晶閘管直流開關是用來迅速分斷超導線圈中的直流電流，使超導線中的電流迅速下降。在托卡馬可裝置中建立等離子體和使等離子體電流快速上升，同時也可以作為超導磁體的一級失超保護。
由變流器和晶閘管開關組合的12套電源系統，具有模擬信號 277路; 數字信號 657 路。這些信號必須實時監控、測量和控制。我們根據信號的屬性和功能，使用了三層計算機網路對整個系統進行控制。一層網絡是由 bbbbbbs 平臺構成，主要是完成人機交互和系統監控方面的功能，由7臺 pc 計算機構成;第二層網路是高速實時應用層，它由8臺compactpci組成，其中一臺任務重的計算機使用雙cpu，系統使用 qnx 分布式實時操作系統，本臺計算機各進程之間使用共享內存傳遞數據和信息，計算機之間采用 高速透明的qnet 輕網絡協議，進行數據和信息通信，各計算機之間保證1ms 相互傳遞數據一次，為了保證計算機可靠性，各計算機裝備有守護進程;第三層網路是現場總線、現場數據采集、工控計算機 ( ipc ) 組成，現場總線對要求不太快的狀態和控制信號進行控制和采集，現場工控計算機采集現場總線速度不能滿足要求的模擬量信號，所有信號都通過以太網絡傳輸到電源控制室的數據庫。
現在一套變流器和開關已經安裝并進行了各項試驗，已經得到了非常滿意的實驗結果，其他變流器設備和晶閘管開關現已基本加工完成，正在現場安裝。
：鞏經理
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