Устройство для питания плазменных установок

ФОП ИСА Н И Е по 818336ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ Союз Советских Сеииалистических Республик23) Приоритет -43) Опублвковано 30.03.82. Бюллетень1245) Дата опубликования описания 30.03.82 по делам изобретени и открытий 9,7.018088.8)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАН ПЛАЗМЕННЫХ УСТАНОВОК Изобретение относится к источникам питания магнитной системы плазменных установок, в частности термоядерных установок типа токамак.Для инициирования пробоя и нагрева 5 плазмы в установках типа токамак необходимо обеспечить быстрое изменение магнитного потока, связанного с плазмой, в начале импульса и его медленное нарастание или поддержание на постоянном уровне в 10 дальнейшем, что осуществляется с помощью импульсных генераторов, питающих обмотки полоидального полоя.Известно, например, устройство для формирования импульсов тока в индуктив ной нагрузке, содержащее накопительный конденсатор, источник постоянного напряжения и управляемый коммутатор 1 Ц При использовании этого или других, аналогичных ему генераторов однополярных им пульсов для питания обмоток с ферромагнитным сердечником для расширения пределов изменения магнитного потока необходимо либо неоправданно увеличивать геометрические размеры сердечника, либо пре дусматривать дополнительную обмотку с системой питания для обеспечения его начального размагничивания.Известно устройство для питания плазменных установок, содержащее конденсатор, З 0 управляемыи коммутатор и два источника постоянного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен параллельно конденсатору, а второй через дроссель - параллельно нагрузке 21. Указанное устройство наряду с формированием основного импульса тока в нагрузке предварительно возбуждает ее током обратной полярности, обеспечивая начальное размагничивание сердечника, что требует, однако, значительного увеличения энергии, накопленной в конденсаторной батарее, и мощности ее зарядного устройства. Кроме того, к недостаткам устройства относится необходимость использования добавочного дросселя для защиты источника постоянного напряжения,Целью изобретения является уменьшение мощности зарядного устройства и энергоемкости конденсатора.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для питания плазменных установок, содержащем конденсатор, управляемый коммутатор и два источника постоянного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен параллельно конденсатору, конденсатор соединен параллельно с управляемым коммутатором и последовательно - со вторым источником постоянного напряжения и резистором, каждый из которых шунтирован управляемым коммутатором.На фиг, 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - , кривые тока 1 и напряжения У на нагрузке.Конденсатор 1, параллельно которому через развязывающий диод 2 подключен источник 3 постоянного напряжения, а также, управляемый коммутатор 4, соединен последовательно со вторым источником 5 постоянного напряжения, шунтированным уп равляемым коммутатором 6, и резистором 7, шунтированным управляемым коммутатором 8.В исходном состоянии контакты управляемых коммутаторов 4 и 8 замкнуты, а коммутатора 6 разомкнуты, При включении источника 5 постоянного напряжения в момент времени 1, в нагрузке возникает ток размагничивания. В тот момент 1 когда величина тока достигает необходимого уровня, размыкаются контакты коммутатора 8, и в контур нагрузки включается резистор 7, в результате чего ток в ней начинает спадать со скоростью, определяемой параметрами цепи. Одновременно или с некоторой задержкой размыкаются контакты коммутатора 4, и конденсатор 1 подключается к нагрузке, образуя с ее идуктивностью колебательный контур, В момент 1, перехода тока через ноль управляемый коммутатор 8 закорачивает резистор . В результате колебательного разряда ток в нагрузке изменяет свою полярность и к моменту времени 1 з достигает заданного уровня. Источник 3 напряжения включается с некоторой задержкой после размыкания шунтирующих его контактов коммутатора 4, однако ток через него не проходит до тех пор, пока напряжение конденсатора превышает напряжение источника 3, так как диод 2 в этом случае заперт, В момент времени 4 указанные напряжения сравниваются, диод 2 отпирается, и источник 3 постоянного напряжения подключается к нагрузке, обеспечивая в дальнейшем либо поддержание тока на заданном уровне, либо его медленное нарастание. Источник напряжения 5 в интервале 1, - 1 выключается и закорачивается контактами управляемого коммутатора 6, Задний фронт импульса тоб ка в нагрузке формируется путем выключения или реверса. источника 3 напряжения, в качестве которого может быть использован, например, тиристорный преобразователь,Повышение технико-экономических по 1 в казателей устройства по оравнению с прототипом связано с тем, что быстрое изменение тока в нагрузке осуществляется за счет энергии, предварительно накопленной в ней с помощью относительно маломощно го источника постоянного напряжения. Врезультате существенно уменьшается энергоемкость конденсаторной батареи и отпадает необходимость в использовании ее зарядного устройства.20Формула изобретенияУстройство для питания плазменных установок, содержащее конденсатор, управ ляемый коммутатор и два источника постоянного напряжения, один из которых через развязывающий диод подключен и:- раллельно конденсатору, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения мощности ЗО зарядного устройства и энергоемкости конденсатора, конденсатор соединен параллельно с управляемым коммутатором и последовательно со вторым источником постоянного напряжения и резистором, кажЗб дый из которых шунтирован управляемымкоммутатором.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:40 1. Авторское свидетельство СССРМо 607506, кл. Н 03 К 3/53, 1978.2. Е, В. Корнаков и др. Система питания экспериментальной термоядерной установки ТМ, - В кн,; Доклады Всесоюзной 4 з конференции по инженерным проблемамтермоядерных реакторов, Т. 111, Л НИИЭФА, 1977, с. 3 - 11 (прототип).818336 оставитель Ю. Шесехред И. Пенчко Корректор И. Осиповская оляда едак Тнп. Харьк. фил. пред. Патент аказ 251/164Изд.116 Тираж 450 ПодписноеПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5