kA级双阶梯脉冲电源方案设计与分析

托卡马克装置预电离过程中,环向磁场应与电子回旋波频率相匹配,NCST装置现有的电子回旋波频率较低,为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配,提出新的环向场线圈电流产生方案,在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回顾NCST球形托卡马克装置环向场线圈电源的原有方案后,设计了全控型和半控型两种方案,从电压电流的高次谐波、电流的可控性和纹波、改动成本和安装便捷性四方面对比两个方案的优缺点,最终选定半控型改造方案。根据现场条件制作电源改造柜,尽量减少对原有电源柜的改动。实际测试结果显示,两个电流台阶衔接正常,低电流台阶宽度可调、幅值可调,满足改造要求。     

平行共轴线圈的磁场特征研究与实验设计

通过计算机及相关的传感器和数据采集接口辅助,研究了平行共轴双线圈间距分别为0.5R,R,1.5R时,轴线方向磁场强度的分布规律及特征.从平行共轴双线圈间距为R的亥姆霍兹线圈所形成的均匀磁场出发,结合理论推导,自己设计并组装了三线圈实验装置,实现了平行共轴三线圈均匀磁场区域扩大、强度增强的实验设计,在一定程度上弥补了传统亥姆霍兹线圈磁场测量的不足并有助于对其深入的理解和研究.     

Current leads for superconducting magnets of ADS injector I

In an ADS injector i, there are five superconducting magnets in each cryomodule. Each superconducting magnet contains a solenoid magnet, a horizontal dipole corrector （HDC）, and a vertical dipole corrector （VDC）. Six current leads will tm required to power the electrical circuits, from room temperature to the 2.1 K liquid helium bath： two leads carry 100 A current for the solenoid magnet while the other four carry 12 A for the HDC and the VDC. This paper presents the principle of current lead optimization, which includes the cooling methods, the choice of material and structure, and the issues for current lead integration.     

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分别采用机械打磨去镍加热镀锡工艺和反电镀去镍加电刷镀银工艺制作一对接头,然后对接头进行低温直流测试,测得前者的直流电阻为1.98n-,后者的直流电阻为1.53n-。对比分析可知,反电镀去镍和电镀银工艺更有效、更简单。这些工艺研究对ITER校正场线圈超导接头的制作具有重要指导意义。     

运用三重排除法巧定线圈感应图

有关线圈在磁场中运动的电磁感应图像选择题,由于图形复杂多变,常规的数学分析法需要列大量的表达式,很难快速作答,如果运用三重排除法分析就能很快确定答案。     

匀强磁场产生装置的设计

阐述了亥姆霍兹线圈轴线上磁感应强度高阶导数的奇特性质,提出利用共轴四线圈组产生均匀磁场的设想,并通过模拟共轴四线圈组磁场的轴线分布及空间分布,展现了共轴四线圈组的优越之处.     

多级感应线圈炮最优发射控制策略

基于电路理论,建立了多级感应线圈炮数学机电控制模型;分析了电枢受力的影响因素,结果表明,电枢受力决定于驱动线圈和电枢的电流大小和它们之间的互感梯度。总结了多级同步感应线圈炮设计原则,根据设计原则,提出了感应线圈炮的最优发射控制策略,并从理论上证明其可行性,最后以10级线圈炮为例,归纳了多级感应线圈炮的触发公式,并进行了实验验证,其结果表明,通过修正触发公式,仿真结果与测量值吻合较好。     

基于遗传算法的同步感应线圈发射装置参数优化

发射速度和能量转换效率是同步感应线圈型电磁发射装置(SICEML)最重要的两项指标。驱动线圈和电枢的结构参数、驱动线圈匝数以及电枢初始触发位置都会对这两项指标产生影响。以上述参数为变量,以发射速度和能量转换效率之积为目标函数,引入遗传算法对单级SICEML参数进行了优化设计,并利用有限元软件进行了仿真验证。结果表明:在储能与发射装置总体体积不变的前提下,优化后的系统效率由5.38%提高到13.6%,出口速度由38m/s提高到61m/s,系统性能得到明显改善。利用单级SICEML样机进行了堵驻试验,结果与仿真结果吻合较好,验证了本文提出的遗传算法的可行性。     

15 T Nb3Sn磁体热处理传热分析及实验研究

大孔径高场磁体是开展超导材料性能研究的必要装置。依托聚变堆主机关键系统综合研究设施项目,中科院等离子体物理研究所将进行15 T高场复合超导磁体研制,磁体高场区由Nb₃Sn密绕线圈构成。热处理是Nb₃Sn线圈研制的关键工艺环节也是磁体研制的难点,要求磁体热处理温度均匀性优于±5℃。针对15 T Nb₃Sn密绕线圈热处理需求,研制了一套真空磁体热处理系统。利用该系统完成了线圈热处理实验,通过传热仿真与实验结果分析,线圈整体温度均匀性优于±3℃,最终各项指标均满足热处理技术要求。     

通电圆线圈轴线上磁场分布分析

由毕奥一萨伐尔定律导出通电圆线圈轴线上磁场分布公式．由该公式出发推出一个更适用的表达式,并据此分析了单线圈的磁场和双线圈合成磁场．用标准偏差理论分析了两线圈间距取不同值时,两线圈间磁场的均匀程度．