EAST装置中性束高压传输线电磁问题的研究

论文摘要

本文研究了EAST托卡马克装置中用于中性束注入系统的高压传输线的电磁问题,研究的主要内容是传输线部分电容的计算。根据中性束注入系统的具体情况和高压传输线的设计要求,提出两种设计方案:非同轴结构的传输线和同轴结构的传输线。在对不同设计方案的高压传输线进行分析和比较后,确定了两种方案传输线部分电容求解方法。借助于有限元分析软件ANSYS对非同轴结构方案的辅助电源传输线进行建模求解其电容值,而该方案加速极电源传输线的电容则采用解析法推导求解。根据准同轴结构传输线多层同轴导电壳的结构特点,利用多重镜像法确定与平行导线相应的一系列的镜像线电荷,部分电容则通过各导体间的电位系数来求得。同轴结构的高压传输线经分析,只要计算同轴的两层圆柱导电壳间的电容即可,采用解析法推导出电容的计算公式。本文的研究结果对于整个中性束注入系统的设计有重要意义,同时也为高压传输线及中性束注入器加速极保护装置的工程设计提供了依据。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 核聚变研究
• 1.2 世界及国内托卡马克装置的发展及现状
• 1.3 全超导EAST托卡马克装置
• 1.4 EAST托卡马克中性束注入方案概述
• 1.5 本文工作的意义及主要内容
• 第二章 EAST装置中性束供电系统介绍及相应的传输线方案
• 2.1 NBI高压电源系统介绍
• 2.1.1 加速极电源方案
• 2.1.2 辅助电源简介
• 2.2 NBI高压传输线的设计要求及方案
• 2.3 不同设计方案的分析和比较
• 2.4 不同结构传输线部分电容求解方法的确定
• 2.5 小结
• 第三章 非同轴结构的高压传输线部分电容的计算
• 3.1 有限元法的基本思想及应用
• 3.2 ANSYS电磁场分析简介
• 3.3 辅助电源传输线电容的ANSYS求解及参数分析
• 3.4 加速极电源传输线电容的计算及参数分析
• 3.5 小结
• 第四章 准同轴结构的高压传输线部分电容的计算
• 4.1 准同轴结构的高压传输线模型及分析
• 4.2 部分电容求解的基本方法
• 4.3 镜像法简介及其应用
• 4.4 多重镜像法求解高压传输线的部分电容
• 4.4.1 镜像线电荷的确定
• 4.4.2 电位系数的求解
• 4.4.3 部分电容的计算
• 4.4.4 计算结果的验证
• 4.5 同轴结构的高压传输线电容的计算及参数分析
• 4.6 小结
• 第五章 总结
• 参考文献