طراحی سیستم تامین انرژی سیم پیچ چنبرهای بر پایه ابرخازن به منظور افزایش زمان پلاسما در توکامک دماوند

در این مقاله سیستم تامین انرژی و تخلیه جریان در سیم پیچ چنبره ای توکامک دماوند به منظور افزایش زمان میدان های مغناطیسی با هدف افزایش زمان ماندگاری پلاسما، طراحی و شبیه سازی شده است. در حال حاضر در این توکامک جریان سیم پیچ چنبره ای دارای نیم سیکل سینوسی با مدت زمان ms 100 و پیک جریان kA 12 است که میدان مغناطیس تقریبا T 1/1 در مرکز چنبره تولید می کند و ناحیه تخت آن در حدود ms 20 می باشد که برای تشکیل و محصورسازی پلاسما استفاده می گردد. با هدف ارتقاء توکامک دماوند به منظور افزایش مدت زمان ماندگاری پلاسما به ms 200، ضروری است که سیستم های تامین انرژی و کنترل مربوط به جریان سیم پیچ های قطبی و چنبره ای جدید طراحی و ارتقاء یابد. برای رسیدن به هدف مذکور، در این مقاله سیستم تامین انرژی اصلی بر پایه منابع انرژی ذخیره ساز ابر خازن با ظرفیت F21، ولتاژ تحمل V900 و چیدمان 7 شاخه سری، 8 شاخه موازی طراحی شده است. هم چنین جهت تامین و تثبیت جریان سیم پیچ چنبره ای، مبدل چاپر با 7 ماژول موازی به همراه سیستم کنترل حلقه بسته با کنترل کننده هیسترزیس طراحی و شبیه سازی شده است. سیستم کلی قابیلت تامین و تثبیت میدان مغناطیسی از محدوده 7/0 تا 2/1 تسلا با ریپل کم تر از %2/0 و مدت زمان ms 200 برای ناحیه تخت دارد. هم چنین سیستم شارژ بانک ابر خازنی بر اساس مبدل یکسوساز 12 پالسه و مبدل باک با روش جریان ثابت، طراحی و شبیه سازی شده است که نتایج مطلوبی را حاصل کرده است.