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| 1 | 基于PSM技术高压脉冲电源的模拟实验显示文摘PSM控制方法是通过多组PWM脉冲信号按一定的控制时序步进控制众多串联的直流斩波器循环工作,并调制它们的输出电压脉冲宽度来实现总输出电压的调整。基于PSM技术和开关器件的高压脉冲直流电源系统构成简单,操作简洁,能够实现输出高功率,且具有系统输出级储能小,关断时间短,维护方便等特点。本文通过6开关模块PSM电源的仿真和实验,实现了PSM控制模式和高功率的输出,为进一步开发中国环流器2号A装置(HL—2A)60kV/1MW/3s二级加热高压脉冲电源提供了坚实的基础。 | 徐伟东 宣伟民 姚列英 王英翘 王树锦 | 2008 | 电工技术学报2008，23，1： | 21 |
| 2 | 中国环流器二号A装置(HL-2A)工程研制显示文摘中国环流器二号A装置(HL 2A)(设计指标:大半径1.65m、小半径0 4m、环向磁场2 8T、环向等离子体电流480kA)是我国已建成的第一个偏滤器托卡马克实验型磁约束聚变装置。HL 2A装置的首要研究目标是利用其独特的大体积极向偏滤器在高参数等离子体条件下开展与偏滤器位形运行有关的研究。本文总结了HL 2A装置工程设计、制造与安装、工程调试等研制的主要内容和关键技术。工程调试和初步物理实验的结果表明:HL 2A装置的主要工程参数和性能已具备开展物理实验的条件,并已成功地运行于偏滤器位形。2003年11月底,HL 2A装置获得等离子体电流168kA,等离子体存在时间920ms,等离子体线平均密度1.7×1019m-3,环向磁场1 4T,极限真空度为4.6×10-6Pa。 | 严建成 刘永 周才品 李晓东 王树锦 刘德权 宣伟民 陈燎原 曹曾 杨青巍 宋显明 姚列英 毛维成 丁玄同 潘传红 HL-2A研制组 | 2004 | 核聚变与等离子体物理2004，24，4： | 20 |
| 3 | HL-2A装置ECRH主高压电源的研制显示文摘介绍了HL-2A装置电子回旋系统主高压电源的研制。用星点控制技术实现了高压直流平台输出电压的调节;用TM-703FB大功率调制管为核心的高压调制技术实现了高压电源输出电压的快速升降及电源的快速保护。用前馈补偿和反馈控制技术实现了输出电压波纹小于1%。电源输出总体指标为?60kV/(25A×4)/1s,满足了ECRH系统的要求。 | 宣伟民 姚列英 李青 毛晓惠 邵葵 陈宇红 王雅丽 王英翘 徐伟东 | 2008 | 核聚变与等离子体物理2008，28，2： | 17 |
| 4 | PSM高压脉冲电源单元研制显示文摘为了提高HL-2A装置的物理实验参数,二级加热功率将达到10MW,需要开发新的高压大功率电源来满足不同的加热系统的要求。采用国际上近些年发展起来的PSM技术和快速开关元件,研制基于高功率固态技术的高压电源并进行了PSM单元制作,其输出参数最高达15kV/100A。对此电源使用的PSM控制原理,开关电源模块的研制以及28个开关电源模块串联调节等情况作了描述。测试结果表明,该电源输出电压、电流、输出直流侧有效高频和关断快速性等参数达到了设计要求。 | 徐伟东 宣伟民 姚列英 王英翘 李飞镝 | 2009 | 高电压技术2009，35，6： | 16 |
| 5 | HL-2A装置供电系统显示文摘描述了HL-2A装置供电系统,该系统主要由三套飞轮脉冲发电机组、磁场电源系统和辅助加热高压电源系统组成。电源系统总脉冲容量达到300MVA,一次脉冲释能1200MJ。简要介绍了电源的控制系统和实验结果。 | 宣伟民 姚列英 李华俊 陈宇红 卜明南 邵葵 毛晓惠 李青 | 2005 | 核聚变与等离子体物理2005，25，4： | 12 |
| 6 | 基于PSM技术的70kV/90A高压脉冲电源的研制显示文摘在受控核聚变实验中,辅助加热系统采用高功率微波和高能粒子对等离子体进行加热或驱动。这些部件不仅要求为其供电的高压电源稳定度高,而且要求在它们发生打火现象时,保护时间短(<10μs),高压电源对其释放的能量小,否则这些关键部件极易受到损坏。基于脉冲步进调制PSM技术的高压脉冲电源是许多相同的脉冲电源串联并经过特定的调制方式控制,从而实现高压大功率输出。该高压电源有控制方式灵活、输出功率高、功率因数高、稳定度高、响应速度快、保护时间短、故障时系统对负载的释能小等众多优点。尤其保护时该电源系统储能小,时间短,满足各种高功率微波管和加速器的要求。本文分析了基于主回路的三种控制方式,并选取了PSM技术作为最终控制方式。在此基础上,设计并研制了一套基于PSM技术的高压脉冲电源,实验及运行结果表明该高压电源的线路简洁,控制方式灵活,且各项参数均优于现有基于晶闸管器件的高压电源,最高输出参数约为72kV/90A,能够满足辅助加热系统的要求。 | 徐伟东 陈文光 宣伟民 姚列英 王英翘 | 2011 | 电工技术学报2011，26，12： | 10 |
| 7 | HL-1M装置的ICRH系统显示文摘介绍了HL-1M装置的ICRH系统的主要性能指标 ,调试获得了频率 2 8~ 36MHz、脉宽4 0~ 6 0ms、0 8MW的输出功率。测试了RF天线的频率特性。ICRH系统已在HL 1M装置上运行 ,并取得了初步的实验结果。 | 赵培福 陆志鸿 曾建尔 康自华 宣伟民 | 2001 | 核聚变与等离子体物理2001，21，2： | 9 |
| 8 | HL-2A装置ECRH高压电源分析计算与仿真显示文摘在ECRH高压电源中采用了高压脉冲调制器,大大缩小了电源脉冲上升和下降时间并能提供快速保护。介绍了电子回旋高压电源的主回路结构。计算了电源的前级等效电阻,对电源的动态响应进行了计算分析。运用MATLAB建立模型对电源进行仿真,给出了实验对比结果。 | 毛晓惠 李青 宣伟民 姚列英 | 2006 | 核聚变与等离子体物理2006，26，4： | 9 |
| 9 | HL-2A型受控核聚变装置高压电源用脉冲分压器的设计显示文摘在受控核聚变中,电源电压的准确测量十分重要,要求作为脉冲测量系统的第1级关键部件的分压器具有良好的响应特性和稳定性。为此,结合实际工况,提出了适合此类电源特性的分压器设计参数。考虑杂散参数对分压器性能的影响,建立了包含分布电容、杂散电感的电阻分压器参数模型,基于电路理论二端口网络分析方法从理论上推导其传递函数和响应时间的表达式。根据该模型提出分压器的相关参数,并采用玻璃釉膜电阻制作分压器。对分压器进行脉冲高压响应的标定实验,与泰克高压探头对比结果表明2者所测波形比较相符,尤其是开通与关断时刻的波形,能准确反映电压信号的暂态过程。该分压器能实时、准确地测量电源输出电压,为电源暂态过程分析和系统反馈调节提供依据。 | 王雅丽 毛晓惠 邵葵 李青 姚列英 宣伟民 | 2012 | 高电压技术2012，38，4： | 8 |
| 10 | HL-2A装置辅助加热高压电源控制系统的设计与实现显示文摘研制了HL-2A装置LHCD和ECRH系统使用的高压电源,其电源拓扑分别为晶闸管交流调压型和星点控制型高压电源,通过高压脉冲调制器给LHCD和ECRH系统供电,采用了波头补偿、前馈和反馈相结合的控制方法,弥补了电源拓扑本身固有的瞬态特性不足和发电机输出的不稳定性,使电源输出电压输出平顶的稳定度优于1%。介绍了高压电源的主回路结构,对高压电源的控制进行了论述,同时给出了实验结果。 | 毛晓惠 李青 王雅丽 宣伟民 姚列英 | 2010 | 核聚变与等离子体物理2010，30，4： | 7 |
| 11 | PSM高压脉冲电源用多绕组变压器分布参数的分析显示文摘为保护PSM高压脉冲电源的大功率微波管、回旋管和离子源这类负载的安全,要求该电源系统在打火时注入负载的能量非常小,而保护时系统对负载的释能主要由滤波电容和系统分布参数提供。由于滤波电容的储能大小一定,因而多副边绕组变压器的分布参数,尤其是分布电容的大小对该系统的储能大小有极为重要的影响,为清楚了解这一影响,通过仿真分析得到分布电容电压与电源输出电压的对应关系以及系统储能大小与分布电容大小、输出电压的对应关系。根据系统所要求的储能大小确定分布电容的最大值,在此基础上研制了多副边绕组变压器并进行PSM单元的初步调试实验,测得了单元系统的分布电容大小。实验结果表明所研制的多副边绕组变压器的分布电容能够满足该系统的要求,整个系统的构建是合理可行的。 | 徐伟东 宣伟民 姚列英 王英翘 | 2010 | 高电压技术2010，36，6： | 7 |
| 12 | 基于超级电容储能的中性束注入系统弧电源设计显示文摘弧电源是中性束注入加热系统中最关键的设备之一,它的性能决定了弧放电的稳定性及束流引出的品质。为提高弧放电稳定性,降低电网容量,减少对电网的冲击,弧电源拓扑设计采用了基于超级电容储能和开关电源技术的DC/DC变换器结构。利用多个IGBT功率模块并联工作,可提高电源工作频率,实现更快的动态响应速度。在详细分析电源工作过程的基础上,设计了滤波电路和电流快速转移电路,根据电源的要求和具体参数,由一阶RL电路的电流响应特性,精确计算出滤波电感的最小值。最后,利用Matlab对电源性能指标进行了仿真验证,结果表明电源性能完全符合设计要求。 | 阳璞琼 宣伟民 曹建勇 李青 刘晓龙 | 2015 | 原子能科学技术2015，49，1： | 6 |
| 13 | The Power Supply System for HL-2A Tokamak's Magnetic Field显示文摘The highpower pulsed power supply system for the magnetic field of the HL-2ATokamak is described in this paper.The total output power of its eight magnetic field powersupply units of nearly 250 MW.Their highest DC output voltage and current are 3510 V and45 kA,respectively.All the units are operated in a pulsed mode.The pulse duration is 5 s,and the cyclic period is 15 min.The power supply system consists mainly of pulsed flywheelmotor generators,rectifying transformers,thyristor converters,diode rectifiers and switches.Thesystem incorporates many key technologies-supply equalization with two generators and four diodebridges,constant-angle phase triggers with a wide frequency range,current equalization,a statusdetector for the high current 6-phase converter,and advanced monitoring based on a programmablelogic computer and engineering parameter measurement.The experimental results show that theperformance of the power supply system satisfies the requirements of HL-2A experiments verywell. | 宣伟民 姚列英 陈宇红 邵葵 王英翘 | 2007 | Plasma Science and Technology2007，9，2： | 6 |
| 14 | HL-1M装置离子回旋共振加热系统及初步实验显示文摘新建成的HL1M装置离子回旋共振加热(ICRH)射频系统,经工程联调,已达到输出功率500kW、脉宽100ms、频率26~36MHz。在环向场BT=2T、等离子体电流Ip=150kA、电子密度ne=(1~5)×1013cm-3条件下,首次对HL1M装置以氢为少数粒子的氘等离子体进行了离子回旋共振加热实验,使电子温度上升了20%。 | 陆志鸿 王恩耀 曾建尔 赵培福 宣伟民 康自华 王鑫全 | 2000 | 核聚变与等离子体物理2000，20，1： | 6 |
| 15 | HL-2M供电系统逻辑控制设计显示文摘在HL-2M装置逻辑控制系统中,不但对数据通信的实时性、网络化和控制系统的安全性要求很高,并且要求在整个逻辑控制系统出现故障后可对引起故障或导致等离子体放电实验失败的原因进行分析,前者通过应用新一代实时以太网通信标准PROFINET和西门子自动化设备搭建实时通信平台来保证,后者则通过高精度SOE(Sequence of Events)模块来实现;在实验测试平台的结果表明,该设计满足了系统需求,具有实时性、安全性和事故追忆功能。 | 李维斌 姚列英 宣伟民 陈宇红 胡浩天 夏凡 | 2013 | 计算机测量与控制2013，21，9： | 5 |
| 16 | 5MW中性束弧电源DC/DC变换器的设计与实现显示文摘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。 | 阳璞琼 宣伟民 张莹 李青 | 2015 | 强激光与粒子束2015，27，8： | 5 |
| 17 | 基于脉冲调制技术的LHCD大功率阴极高压电源显示文摘为满足HL-2A装置低杂波电流驱动等辅助加热系统的需要,分析设计了基于脉冲调制技术的大功率高压电源,为速调管提供阴极高压。高压电源采用了模块化串联的系统结构,通过控制算法的调节,电源输出连续可调,使低压低频直流脉冲电源转化为高压高频直流脉冲电源,还具有高功率、高稳定、高冗余的特点。重点对模块的器件参数、选型、工艺等进行详细设计分析,利用多绕组变压器的漏感作为模块的滤波电感,选用特性更好的金属薄膜电容、绝缘栅双极晶体管等器件,优化模块结构;设计了29个副边绕组的多绕组高压隔离变压器,设计了电源控制系统,得出适合本电源控制的控制算法,易于调整高压的幅值以及高压的上升下降时间。最后给出大量实验结果,验证电源的保护能力,两种主要的电源控制算法的可操作性及实用性。试验证明,此套电源不仅满足负载提出的快速保护的要求,其电源工作的稳定度等其他参数也满足设计要求。 | 毛晓惠 李青 王雅丽 姚列英 宣伟民 王英翘 | 2016 | 强激光与粒子束2016，28，1： | 5 |
| 18 | 用于长脉冲大功率微波系统的高压调制电源显示文摘为HL-1M装置上的LHCD和ECRH长脉冲大功率微波系统研制的高压调制电源,已达到了-70kV、35A的输出指标。应用该电源首次实现了TM-703F型大功率调整管在1s长脉冲下的运行和双大功率高压调制器的并联运行,在没有CROWBAR保护系统的情况下采用有效的快速保护措施实现了长期的稳定可靠运行。 | 宣伟民 王明伟 康自华 杨懋永 刘传福 刘永 李晓东 | 1999 | 核聚变与等离子体物理1999，19，2： | 4 |
| 19 | HL-1M装置上低混杂波电流驱动实验研究显示文摘本文介绍了在HL-1M装置上进行的低混杂波电流驱动(LHCD)实验研究。在LHCD期间粒子约束明显改善,用LHCD实现了对MHD扰动的完全抑制,电流驱动效率随等离子体电流增大而增加。在高密度条件下,发现了低混杂波对离子的大幅度加热。实验发现,约束的改善总是伴随着等离子体极向旋转的增加和边沿等离子体的饱和离子流的降低以及扰动的抑制。分析表明,粒子约束改善的机理与LHCD期间的径向电场再分布有关。 | 刘永 李晓东 饶军 薛思文 宣伟民 袁勇 洪文玉 | 1998 | 核聚变与等离子体物理1998，18，A07： | 4 |
| 20 | HL-2A装置欧姆电源的全关断检测显示文摘为准确判断HL-2A装置欧姆电源过零时刻,介绍了一种实现欧姆逻辑无环流运行的电流过零检测方案———晶闸管整流器全关断检测,即用检测晶闸管管压降的方法判断整流器是否关断。理论分析证明该检测方案可行,并研发了相应的全关断检测电路。综合判断了实验中全关断信号与软、硬件检测2种信号,从而准确可靠地实现欧姆的逻辑无环流运行。 | 徐伟东 宣伟民 王英翘 陈宇红 | 2006 | 高电压技术2006，32，6： | 4 |
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