100MW飛輪脈沖發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)

玄龍EXL50 托克馬克裝置環(huán)向場(chǎng)電源-100MW 飛輪脈沖發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)

飛輪脈沖發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)是為中國(guó)玄龍EXL50受控核聚變?cè)囼?yàn)裝置環(huán)向場(chǎng)電源設(shè)計(jì)的勵(lì)磁系統(tǒng)，鑒于環(huán)向場(chǎng)電源高可靠性、高動(dòng)態(tài)品質(zhì)的要求，勵(lì)磁系統(tǒng)在多方面進(jìn)行了針對(duì)性設(shè)計(jì)。
高集成度、光纖化控制系統(tǒng)
雙套ARM+FPGA（含DSP）多核主板，多CPU分工，并行快速處理系統(tǒng)的多項(xiàng)進(jìn)程。32路16位AD交流采樣、32路開(kāi)入、32路開(kāi)出，滿足飛輪脈沖機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)大量的模擬量采樣、顯示、輸出輸出接口及保護(hù)功能?？刂颇K之間、控制與整流及滅磁之間，都采用光纖傳輸，避免功率回路脈沖式工作模式對(duì)控制系統(tǒng)的強(qiáng)電磁干擾。
六相整流
常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)一般采用三相整流，為減少飛輪脈沖發(fā)電機(jī)組脈沖工作方式對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)為六相整流方式。軸向雙分裂環(huán)氧干式勵(lì)磁變壓器將廠用三相10kV降壓為六相輸出，第一路三相電壓輸出至一號(hào)整流柜，第二路三相電壓輸出至二號(hào)整流柜。一號(hào)整流柜與二號(hào)整流柜的直流輸出側(cè)經(jīng)三抽頭的平衡電抗器并聯(lián)后為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁，平衡電抗器需要根據(jù)機(jī)組參數(shù)特殊設(shè)計(jì)，平衡電抗器作用之一是匹配兩整流柜輸出平衡，另一個(gè)主要作用是削弱勵(lì)磁變壓器三相電流的5、7次諧波分量，減少勵(lì)磁系統(tǒng)沖擊式諧波電流對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的污染。
DMX四斷口雙極滅磁開(kāi)關(guān)+非線性滅磁電阻
為保證滅磁開(kāi)關(guān)頻繁開(kāi)斷滅磁的安全性，設(shè)計(jì)選用了DMX專用型滅磁開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)為四斷口雙極結(jié)構(gòu)，多斷口串聯(lián)方式為分?jǐn)嗷禾峁┝吮Ｕ?，為滅磁時(shí)轉(zhuǎn)子儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移至滅磁電阻創(chuàng)造了有利的條件。滅磁電阻設(shè)計(jì)為氧化鋅非線性滅磁電阻，多支路串并聯(lián)，每支路均設(shè)有串聯(lián)無(wú)感電阻，串聯(lián)無(wú)感電阻可軟化支路的伏安特性，有利于滅磁能量轉(zhuǎn)移，同時(shí)兼作支路的過(guò)電流保護(hù)。