CN110164566A - 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法 - Google Patents

一种用于east装置的等离子体电流保护的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110164566A
CN110164566A CN201910339189.XA CN201910339189A CN110164566A CN 110164566 A CN110164566 A CN 110164566A CN 201910339189 A CN201910339189 A CN 201910339189A CN 110164566 A CN110164566 A CN 110164566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
plasma current
driving circuit
protection
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910339189.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110164566B (zh
Inventor
王茂
胡怀传
吴则革
马文东
冯建强
杨永
朱梁
程敏
周泰安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fusion New Energy Anhui Co ltd
Original Assignee
Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Institutes of Physical Science of CAS filed Critical Hefei Institutes of Physical Science of CAS
Priority to CN201910339189.XA priority Critical patent/CN110164566B/zh
Publication of CN110164566A publication Critical patent/CN110164566A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110164566B publication Critical patent/CN110164566B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/05—Thermonuclear fusion reactors with magnetic or electric plasma confinement
    • G21B1/057—Tokamaks
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/11—Details
    • G21B1/21—Electric power supply systems, e.g. for magnet systems, switching devices, storage devices, circuit arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，在低杂波电流保护控制计算机内安装高速采集卡；安装一个信号处理及驱动电路（逻辑或并驱动）；通过计算机高速采集卡采集EAST触发及等离子体电流Ip等信号；计算机程序根据不同放电模式由I/O卡输出预电离脉冲，预电离脉冲与等离子体电流数字信号（硬件IP保护信号）作为信号处理及驱动电路的输入；经信号处理及驱动电路后输出最终合成等离子体电流保护信号。本发明为EAST装置低杂波系统提供了一个新型等离子体电流保护方法，帮助系统实现正常模式保护的同时兼顾预电离放电的安全保护。

Description

一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法
技术领域
本发明涉及控制及信号处理技术领域，尤其涉及一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法。
背景技术
EAST是世界第一台全超导托卡马克装置，低杂波是其实现稳态运行目标的重要手段。EAST低杂波系统是由多只速调管组成的稳态高功率微波系统，微波功率通过多结波导阵天线耦合到等离子体中。等离子体是高功率微波的终端负载，一旦等离子体电流熄灭，反射激增，如果不及时保护关断高功率微波，会危及低杂波系统陶瓷窗及微波器件的安全，甚至会破坏EAST装置的真空安全，为了保护系统安全，稳定可靠的等离子体电流保护方法是低杂波系统必不可少的。
在许多托卡马克装置上会采用预电离技术，这项技术通过微波预击穿来辅助建立等离子体。EAST装置采用低杂波来进行预电离，预电离需要等离子体电流未建立前即投入低杂波（预电离脉宽一般10~50ms，波功率不高，对低杂波系统安全无影响），原有等离子体电流保护装置只能在等离子体电流建立的时候才输出允许加波信号，一旦等离子体电流为零，即封锁高压电源，因此预电离放电时原有的等离子体电流保护方法不能使用。
为了实现装置预电离放电并安全保护系统，急需新型等离子体电流保护方法以满足实验需求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，包括有微波源控制台PXI工控机和信号处理及驱动电路，在所述的微波源控制台PXI工控机内安装有高速采集卡(含I/O端口），所述的微波源控制台PXI工控机通过高速采集卡采集EAST总控触发信号和等离子体电流信号IP，根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。
所述的高速采集卡的型号为NI6259。
所述的信号处理及驱动电路是由逻辑或U1与三极管Q1组成的，逻辑或U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极为信号处理及驱动电路的输出端，且发射极还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接Vcc。
本发明旨在通过新的等离子体电流保护装置实现低杂波系统的安全保护，同时满足特殊放电模式下的保护需求。
本发明的优点是：本发明为EAST装置低杂波系统提供了一个新型等离子体电流保护方法，帮助系统实现正常模式保护的同时兼顾预电离放电的安全保护。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
图2为信号处理及驱动电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，包括有微波源控制台PXI工控机1和信号处理及驱动电路2，在所述的微波源控制台PXI工控机1内安装有高速采集卡(含I/O端口），所述的微波源控制台PXI工控机1通过高速采集卡采集EAST总控3触发信号和等离子体电流信号(IP），根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控3设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。
所述的高速采集卡的型号为NI6259。
如图2所示，所述的信号处理及驱动电路是由逻辑或U1与三极管Q1组成的，逻辑或U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极为信号处理及驱动电路的输出端，且发射极还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接Vcc。
（1）安装高速采集卡(含I/O端口）的保护控制计算机，采集等离子体电流(IP)模拟信号、总控触发等，同时程序根据模式选择“正常放电”或“预电离放电”来输出不同的电流保护控制信号。在“正常放电”时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在“预电离放电”时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲（预电离脉冲宽度可由程序或总控设置，高电平有效），预电离脉宽结束时停止输出高电平，之后按正常放电模式进行软件保护。
（2）信号处理及驱动电路， 将两信号逻辑或并提升驱动能力，驱动后续控制电路。
（3）系统集成：利用计算机高速采集卡采集EAST总控信号触发及等离子体电流Ip信号，根据实验模式选择“正常放电”或“预电离放电”，触发到来时控制程序通过I/O卡输出预电离脉冲信号，将预电离脉冲信号Sn与等离子体电流数字信号Si（硬件IP保护）输出至信号处理及驱动电路，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号SO。

Claims (3)

1.一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，其特征在于：包括有微波源控制台PXI工控机和信号处理及驱动电路，在所述的微波源控制台PXI工控机内安装有具有I/O端口的高速采集卡，所述的微波源控制台PXI工控机通过高速采集卡采集EAST总控触发信号和等离子体电流IP信号，根据模式选择正常放电模式或者预电离放电模式来输出不同的电流保护控制信号；在正常放电模式时，输出保持低电平，这时采集到的等离子体电流信号只用来做软件IP保护，一旦采集到IP低于设定值时即通过网络关断前级微波输出；在预电离放电模式时，触发到来时刻即通过I/O卡输出预电离脉冲信号，预电离脉冲信号宽度由EAST总控设置，高电平有效，预电离脉宽结束时停止输出高电平，将预电离脉冲信号与等离子体电流数字信号输出至所述的信号处理及驱动电路的输入端，经信号处理及驱动电路处理后输出最终的合成等离子体电流保护信号，之后按正常放电模式进行软件IP保护。
2.根据权利要求1所述的一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，其特征在于：所述的高速采集卡的型号为NI6259。
3.根据权利要求1所述的一种用于EAST装置的等离子体电流保护的方法，其特征在于：所述的信号处理及驱动电路是由逻辑或U1与三极管Q1组成的，逻辑或U1的输出端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极为信号处理及驱动电路的输出端，且发射极还连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接地，三极管Q1的集电极连接Vcc。
CN201910339189.XA 2019-04-25 2019-04-25 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法 Active CN110164566B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910339189.XA CN110164566B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910339189.XA CN110164566B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110164566A true CN110164566A (zh) 2019-08-23
CN110164566B CN110164566B (zh) 2020-10-30

Family

ID=67640078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910339189.XA Active CN110164566B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110164566B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317400A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Osamu Mitarai 実験から発電実証まで行えるＤー３Ｈｅトカマク核融合発電装置
CN1925061A (zh) * 2006-08-29 2007-03-07 中国科学院等离子体物理研究所 Tokmak放电低杂波功率模式控制方法
CN104649373A (zh) * 2014-12-25 2015-05-27 春焱电子科技（苏州）有限公司 高频脉冲非平衡等离子体污水处理装置
CN106357147A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 西安交通大学 一种高效能大电流组合波发生电路
CN106463182A (zh) * 2014-04-10 2017-02-22 托卡马克能量有限公司 高效紧凑型聚变反应堆
CN106683715A (zh) * 2016-12-16 2017-05-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于等离子体电流的低杂波输出功率控制方法
CN107329516A (zh) * 2017-05-18 2017-11-07 中国科学院合肥物质科学研究院 East托卡马克稳态高功率低杂波功率调制装置
CN108220901A (zh) * 2018-02-06 2018-06-29 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种新型等离子体溅射镀膜方法
WO2018138526A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Tokamak Energy Ltd Tokamak with poloidal field coil arrangement for double null merging ignition, method therefor and nuclear fusuion reactor with the same.

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317400A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Osamu Mitarai 実験から発電実証まで行えるＤー３Ｈｅトカマク核融合発電装置
CN1925061A (zh) * 2006-08-29 2007-03-07 中国科学院等离子体物理研究所 Tokmak放电低杂波功率模式控制方法
CN106463182A (zh) * 2014-04-10 2017-02-22 托卡马克能量有限公司 高效紧凑型聚变反应堆
CN104649373A (zh) * 2014-12-25 2015-05-27 春焱电子科技（苏州）有限公司 高频脉冲非平衡等离子体污水处理装置
CN106357147A (zh) * 2016-09-30 2017-01-25 西安交通大学 一种高效能大电流组合波发生电路
CN106683715A (zh) * 2016-12-16 2017-05-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于等离子体电流的低杂波输出功率控制方法
WO2018138526A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Tokamak Energy Ltd Tokamak with poloidal field coil arrangement for double null merging ignition, method therefor and nuclear fusuion reactor with the same.
CN107329516A (zh) * 2017-05-18 2017-11-07 中国科学院合肥物质科学研究院 East托卡马克稳态高功率低杂波功率调制装置
CN108220901A (zh) * 2018-02-06 2018-06-29 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种新型等离子体溅射镀膜方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜巍: "磁化靶聚变中反场构型的预电离等离子体形成过程研究", 《第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会》 *
晁慧丽: "等离子体电流保护在EAST控制系统中的应用", 《微计算机信息》 *
王茂: "HT_7装置低杂波前级系统及微波输出控制", 《核聚变与等离子体物理》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110164566B (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103280768B (zh) 一种应用于光伏汇流箱中的灭弧装置和灭弧方法
CN104659732B (zh) 过压过流保护电路
CN101478139A (zh) 具有在线自检功能的多路大功率速调管过流实时保护装置
CN106655145A (zh) 一种电池母线电压反接保护电路
CN202159961U (zh) 地线安全电压控制系统
CN101710685B (zh) 智能重合器
CN103280776A (zh) 一种防止差动保护装置不正确动作的方法
CN204243717U (zh) 室外用带计数器智能自复式过流保护器
CN103166176A (zh) 用于低压断路器的欠压保护脱扣器
CN110164566A (zh) 一种用于east装置的等离子体电流保护的方法
CN103414152A (zh) 低杂波加热系统速调管过流保护装置
CN206524622U (zh) 一种快速灭弧装置
CN101582581A (zh) 防漏电、过流保护的装置
CN108418173A (zh) 一种电弧故障断路器
CN105261530B (zh) 一种断路器的多冲程实现电路和控制方法
CN110148340A (zh) 一种单相接地故障真型模拟实验相间短路保护装置及方法
CN102324723B (zh) 隔爆型相敏短路保护馈电开关及其工作方法
CN206471803U (zh) 一种汇流箱保护装置
CN2893719Y (zh) 单相、三相防雷电子式电能表
CN107359590A (zh) 一种直流电网短路电流阻断电路
US11128481B2 (en) Hardware accelerated communication frame
CN106655086A (zh) 一种汇流箱保护装置及方法
CN207380175U (zh) 一种智能小电流系统接地选线装置
CN205811537U (zh) 信号避雷器
CN105203909B (zh) 一种单相接地保护选线的硬件判据电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240423

Address after: 230031 Building 2, Dongpu Island, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Hefei Science Island Holdings Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 230031 No. 350 Lake Road, Hefei, Anhui, Shushan

Patentee before: HEFEI INSTITUTES OF PHYSICAL SCIENCE, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240613

Address after: Room 799-5, 7th Floor, Building A3A4, Zhong'an Chuanggu Science and Technology Park, No. 900 Wangjiang West Road, Hefei High tech Zone, China (Anhui) Pilot Free Trade Zone, Hefei City, Anhui Province, 230088

Patentee after: Fusion New Energy (Anhui) Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 230031 Building 2, Dongpu Island, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Hefei Science Island Holdings Co.,Ltd.

Country or region before: China