用于ITER變流器系統(tǒng)的環(huán)流電抗器設(shè)計(jì).pdf

1、ITER裝置是正在建造的用于聚變研究的大型超導(dǎo)托卡馬克。環(huán)流電抗器是ITER裝置極向場(chǎng)變流器電源系統(tǒng)中的一個(gè)重要電氣設(shè)備,主要用于抑制環(huán)流和紋波電流。根據(jù)ITER極向場(chǎng)變流器的運(yùn)行需要,該電抗器電感值為200μH,穩(wěn)態(tài)工作電流為27.5kA,最大沖擊電流為175kA,水冷方式。這種電抗器為非標(biāo)產(chǎn)品,其參數(shù)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在已有的電抗器產(chǎn)品,無(wú)法在市場(chǎng)上采購(gòu)到。因此,本文將根據(jù)ITER極向場(chǎng)變流器環(huán)流電抗器的輸入?yún)?shù)要求,對(duì)其進(jìn)行初步設(shè)計(jì),并給出

2、可加工方案。
　　本文提出了一種新型的水冷空心電抗器結(jié)構(gòu),該電抗器采用空心銅或鋁管作為導(dǎo)體材料,將一根導(dǎo)體螺旋繞制成蚊香盤狀,繞制的圈數(shù)就是匝數(shù),根據(jù)工作電流的大小將幾個(gè)繞制好的盤狀導(dǎo)體疊加在一起,同側(cè)端連接在一起,就可以形成一個(gè)電抗器單元,將幾個(gè)電抗器單元串聯(lián)起來(lái)組成所需的完整電抗器。本文對(duì)電抗器進(jìn)行理論分析計(jì)算,得到初步的電抗器結(jié)構(gòu)參數(shù),然后采用ANSYS對(duì)理論設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn),給出優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)。為了快速精確地計(jì)算出所需的電

3、抗器結(jié)構(gòu)參數(shù),本文開發(fā)了一款采用C＃編寫同時(shí)嵌入ANSYS的電抗器設(shè)計(jì)軟件,能夠有效快速地設(shè)計(jì)出電抗器的各參數(shù)并進(jìn)行仿真校驗(yàn)優(yōu)化。
　　本文還對(duì)電抗器在穩(wěn)態(tài)電流下的熱穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,據(jù)此設(shè)計(jì)了合理的冷卻系統(tǒng);同時(shí)還對(duì)電抗器在瞬態(tài)大電流沖擊下的動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了電抗器能夠耐受大電流的沖擊。同時(shí)還根據(jù)電抗器的安裝要求,對(duì)電抗器的安裝位置及其相互影響進(jìn)行了耦合分析,以確定合適的安裝距離。為了評(píng)估和驗(yàn)證電抗器設(shè)計(jì),本文還設(shè)計(jì)了電