高功率聚变磁体电源桥臂直通故障分析及仿真

高功率聚变磁体电源采用三电平中点钳位型(NPC)电压源变流器(VSC)拓扑，在变流器桥臂直通故障情况下，其直流侧电容的充放电使故障暂态过程较为复杂，为变流器故障分析带来挑战。针对这一问题，以3kV、6kA三电平IGCT大功率VSC为背景，建立了桥臂直通故障暂态等效数学模型。将整个故障过程分为直流侧电容放电和二极管导通两个阶段，详细分析了该故障情况下电压及电流的变化趋势，为后期保护方案的设计奠定基础。Matlab仿真结果表明了该分析方法的可靠性。     

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介绍了EAST低杂波高压电源保护系统的设计和实现。在EAST装置低杂波电源保护系统中,以主回路过电流﹑管体过电流﹑高压源主回路过电流﹑高压源主回路过电压为主要参数来保护系统正常工作的。在主回路过电流﹑管体过电流时通过撬棒来转移故障电流来保护速调管。     

A fault analysis and design consideration of pulsed-power supply for high-power laser

According to the requirements of driving flashlamps, the design of a pulsed-power supply (PPS), based on capacitors as energy storage elements, is presented. Special consideration is given to some possible faults such as capacitor internal short-circuit, bus bar breakdown to ground, flashlamp sudden short or break (open circuit), and closing switch restrike in the preionization branch. These faults were analyzed in detail, and both fault current and voltage waveforms are shown through circuit simulation. Based on the analysis and computation undertaken, the pulsed-power system design and protection requirements are proposed. The preliminary experiments undertaken after circuit simulation demonstrated that the design of the PPS met the project requirements.     

A cw uv copper hollow cathode laser in the 260 nm region

A cw uv copper hollow cathode laser is described, which could be operated for a longer time duration with an output power of 7 mW in the 260 nm region. A double-cathode configuration with a protection for the mirrors from metal-vapour deposition is presented. Characteristics of the laser output power, the spontaneous emission, and the ion densities in the negative glow were measured as depending on the discharge current, the neon gas pressure, and the size of the cathode slit. The observed saturation of the laser output power at high discharge current (1 A/cm²) and the optimum slot size are discussed.     

超导储能系统失超保护实验研究

介绍了超导储能系统的失超保护实验,分别对实验装置、失超保护系统、实验连线以及实验电路四个方面进行了阐述。在超导储能系统运行过程中,通过测量在磁体电流超过临界电流情况下,失超保护系统中失超电压及电流的变化曲线,分析了不同充电电流对磁体阀值电压的影响以及在磁体参数改变下失超保护系统的适用情况。实验结果表明,失超保护系统能快速、准确地检测失超信号,并进行保护动作。同时,实验数据的统计也说明了不同的充电电流速度对阀值电压没有产生影响。     

Josephson-Like Effects in the Mesoscopic Electric Circuit

Abstract The quantum theory for mesoscopic electric circuit with charge discreteness is briefly described. The Schrodinger equation of the mesoscopic electric circuit with external source which is a time function has been proposed. The Josephson-like effects in the mesoscopic electric circuit have been addressed.     

基于RBF网络的断路器电流自适应保护研究

针对传统断路器电流保护方法存在受系统运行方式影响、整定困难、智能化低等问题,本文提出了基于RBF的断路器电流自适应保护算法,并给出了算法的模型。该算法融合了RBF神经网络的故障检测和电流自适应保护。首先通过RBF网络检测负载线路的电流故障,然后用电流自适应算法进行保护。在对神经网络进行训练时,利用PSO算法对RBF神经网络的参数进行优化以此来提高网络的泛化能力和学习能力;然后采用优化后的PSO-RBF神经网络对电流故障进行诊断。实验表明,该算法较大地提高了断路器智能化管理水平。     

Shape of a liquid metal ion source

A model of the liquid-metal ion-source shape consisting of a jet-like protrusion on the end of a Taylor cone shape is shown to be consistent with a field evaporation mechanism of ion formation, fluid dynamic considerations, space charge effects and recent TEM observations. The diameter of the ion emitting area is found to be only a few tens of Å. Self-consistent numerical calculations of electric potential and particle trajectories predict emission characteristics which compare favorably with experimental results.On leave from Trinity Hall, Cambridge, UK     

大气压基体辅助激光解析离子源发展及其应用

介绍了国际上新出现的一种离子源——大气压基体辅助激光解析离子源(atmospheric pressure matrix-assisted laser desorption/ionization,AP-MALDI)。该离子源是在真空MALDI的基础上研究发展起来的,广泛应用于生物大分子及其相关领域的研究。该离子源较真空MALDI电离更加柔和,产生的碎片离子更少,又由于其工作在大气压下,可作为外接离子源方便地与各类质谱分析器联用,大大扩展了基体辅助激光解析离子源的应用范围。文章详细介绍了AP-MALDI的基本原理、结构及技术进展。此外,还对该离子源在生物高聚物分析方面的最新应用进行了介绍。     

纳米FinFET器件的单粒子效应研究(英文)

Fin FET器件比主流CMOS技术表现出更多优势,如快速、高集成度、低功耗、多功能性和强扩展性,基于ISE TCAD,考虑迁移率、量子效应、载流子重组、辐射效应等的影响,建立了一种纳米Fin FET器件SEE的3D仿真模型。分析了工艺掺杂浓度、栅压、粒子能量、寄生电容及技术节点等对单粒子瞬态电流的影响,并探讨了其影响机制。基于此分析,找到了一些潜在的工艺加固技术,如降低源极掺杂浓度、增加漏极和衬底的掺杂浓度、减少粒子能量、降低栅压、优化寄生电容等。     

5MW中性束弧电源DC/DC变换器的设计与实现

中性束离子源弧放电具有气体放电等离子体的非线性特性,工作时还会受到气体压强、外磁场、阴极状态等因素的影响,采用晶闸管相控调压技术的弧电源很难实现对这种大功率电弧的稳定的闭环控制。为此,提出了一种多相多重的大电流DC/DC变换器,具有响应速度快、电流上升时间短、电流纹波小等特点,大幅提高了离子源弧放电闭环控制的稳定性。设计了滤波电感能量回馈电路,弧电源可以根据中性束系统的需要使弧电流快速减小0%~100%(可调),然后根据控制信号迅速恢复正常弧电流输出,形成一个弧电流凹坑。电源还采用超级电容储能技术,使电源体积减小了2/3,电网容量小于10kV·A。离子源放电时不会受到电网波动的影响,弧放电更加稳定。实验数据显示:该电源最大输出为220kW/1500A,电流纹波在1%以内,电流上升时间约100μs,最大超调量小于3%,可以满足5 MW中性束离子源及系统的要求。     

CSNS的kicker电源闸流管触发特性分析

针对中国散裂中子源kicker电源的闸流管,研制了基于大电流脉冲预电离和高压脉冲点火原理的双脉冲触发器,提高了闸流管的触发导通稳定性;同时研究了氢流、灯丝电流及预点火电流等参数对闸流管状态的影响;针对闸流管误漏触发现象,研制了基于单稳态及逻辑门电路构成的误漏触发检测电路,能够对闸流管的状态进行准确分析及预判;最后对kicker脉冲电源系统进行了年度分析总结。     

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给出了EAST极向场磁体电源失超保护系统的设计方案,描述了两种失超保护开关——直流快速开关和爆炸开关采用的两级换流结构的设计和工作原理,分析了这种结构在换流过程中的规律,该结构有效地解决了开关开断直流大电流的难点。通过模拟实验证明了该失超保护系统满足设计要求。     

兰州重离子加速器的状态和发展

文章首先简要地介绍了世界上重离子加速器的发展状态,然后对兰州重离子加速器（HRFL）的结构,建造过程,运行情况,多年来以及目前正在进行的主要改造项目进行了描述,为适应核物理及其相关学科的持续发展研究的需要,对HIRFL近期和将来的发展情况作了概括的描述。     

单粒子态ECR离子源

介绍了一台2.45GHz电子回旋共振(ECR)单电荷离子源的磁场场形,以及它和总束流的关系.并且比较了国际上现有的几台同类型离子源的磁场场形.由此得出了关于2.45GHzECR离子源磁场场形的一些结论.     

一种脉冲电流工况下晶闸管缓冲电路的优化方法

对脉冲工况下超导磁体失超保护系统的晶闸管阀组缓冲回路参数进行设计和优化。基于晶闸管反向恢复电流的指数衰减模型建立了晶闸管关断时刻的电流数学模型。通过测试实验获得关键参数之间的关系并结合晶闸管性能及系统要求在Matlab中建立晶闸管电流反向恢复模型。考虑关断时刻电流下降率、反向恢复电压峰值等性能指标要求及回路研制费用,提出了一种脉冲工况下晶闸管缓冲回路的参数设计及优化方法。在Matlab中搭建失超保护系统模型,对比优化前后缓冲回路对系统在晶闸管关断时刻电气性能的影响,仿真结果显示,相比于原参数,最优参数下,反向恢复电压峰值降低了11%,反向恢复电压变化率峰值降低了43%。同时,回路制造成本降低为原先的1/7。     

ECR离子源引出束流周期性波动研究

Earlier we reported an ion current jump which was observed at a fixed negative biased disc potential in the 6.4GHz ECR ion source at VECC,Kolkata.In a recent experiment with neon ions,we measured the time spectra of the ion current and observed the presence of a burst frequency in the kilohertz range.This frequency shows a correlated jump with the ion current jump described above.Another interesting feature is that the observed burst frequency shows a good linear correlation with the extracted ion current.The higher the ion current,the higher is the burst frequency.This means that current per burst is a constant factor;when there are more number of bursts,the current also increases.     

强脉冲离子束辐照金属材料表面热力学效应计算

 简要讨论了强脉冲离子束与金属靶材料相互作用的理论模型,以此为基础应用数值计算的方法模拟计算了离子能量为1.0 MeV和300 keV,束流密度分别为10 A/cm²、50 A/cm²、100 A/cm²的质子束与金属铝靶材料相互作用时的热力学效应,给出了铝在辐照后内部的温度分布、温度梯度分布,以及温度变化速率（加热速率与冷却速率）、热激波的产生与传播过程及与应力等模拟计算结果。     

HL-2M 装置电子回旋共振加热高压电源系统的研制

为满足 HL-2M 装置电子回旋共振加热、低杂波电流驱动、中性束注入等二级加热系统的需要,设 计了多套基于脉冲步进技术的大功率高压电源,为速调管、回旋管及中性束、离子源等提供高压。重点针对一套 用于电子回旋系统的高压电源进行了分析。该高压电源设计了多副边绕组的高压隔离变压器、全固态高压调制器 和电源控制系统,并得出了适合本电源控制的控制算法,易于调整高压的输出幅值以及高压的上升下降时间。最 后给出实验结果,以验证电源的保护能力、电源控制算法的可操作性及实用性。试验证明,此套电源不仅满足对 负载的快速保护的要求,其电源工作的稳定度等其它参数也满足设计要求。      

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介绍了高压直流电源输出发生短路故障时的暂态情况,并详细分析和计算了速调管负载发生极间打火时,在三电极气体开关保护动作过程中电源向速调管注入的能量。计算和仿真结果与实验结果一致,当高压电源输出发生短路故障时,开关能在μs级关断,并且能将短路电流能控制在200A。验证了三电极气体开关保护的快速性与可靠性,具有工程应用价值。