托卡马克装置对电源系统的要求非常高,这是由其复杂的运行原理和等离子体控制的特殊性决定的。
1.大功率与高能量需求
·瞬时功率极高:托卡马克启动和维持等离子体需要短时间内注入巨大能量(例如ITER的电源系统峰值功率达500兆瓦以上,相当于一个小型城市的用电量)。
·持续供电:长脉冲或稳态运行(如EAST、未来DEMO)要求电源能稳定输出数分钟至数小时,对电网或储能系统构成挑战。
2.快速动态响应
等离子体不稳定性控制:如突然出现的撕裂模或逃逸电子需要毫秒级反馈控制,电源必须能在极短时间内(微.
秒到毫秒级)调整电压/电流,否则可能导致等离子体破裂。
·主动反馈系统依赖:极向场线圈的电流需实时调节以维持等离子体位形,要求电源具备高频切换能力。
3.复杂电流波形
。多线圈协同供电:环向场(TF)、极向场(PF)、中心螺线管(CS)等线需要不同波形(如TF为直流,PF为脉冲或交流),且各线圈电流需精确同步。
非正弦波形:某些场景需定制化电流波形(如阶梯式上升或特定频率调制),对逆变器、整流器设计提出高要.
求。
4.高精度与稳定性
·电流精度:误差需控制在0.1%以内(例如百万安培级电流中,低纹波:电源纹波过大会引发磁场扰动,影响等离子体约束,通常要求纹波系数低于0.1%
奥特迅:我国唯一进入核电站1E级(核安全级)高频开关直流电源装置的供应商;智能一体化电源设备系统(交流电源、直流电源、交流不间断电源、通信用直流变换器、逆变电源、总监控单元)可用于核电站。