摘要：介绍了电子回旋共振加热(ECRH)系统中全固态阳极高压电源的硬件设计方法。阳极电源采用高频PWM和PSM控制技术相结合的方法。前级使用SG3525来控制IGBT完成高频逆变,后级由59个模块串接输出而成,通过反馈第一级模块输出电压,实现每个模块输出电压的基本稳定;后级输出电压通过DSP控制PSM模块的通断个数以及第59个模块BUCK电路的占空比,实现输出电压的叠加输出,让输出电压能在35k V内全范围调节,输出电流最大为200m A,调制频率达1k Hz以上。输出波形有3种工作模式,波形前沿时间能在3ms内调节。经过在假负载及ECRH实验平台上的测试,电源性能稳定,证明该硬件设计方法可行。

摘要：为确保电子回旋系统稳定可靠的运行,基于图形化编程语言LabView设计了电子回旋共振加热波参数控制系统实现对超导磁体电源、阳极电源和灯丝电源的监测和控制,设置电源电压、电流等基本参数;以及在TORAY等计算程序的协同作用下,通过其计算得到的波束入射角度等参数实现对极化器电机的控制,促进等离子体对电子回旋波的吸收。

摘要：设计了高速高精度低噪声放大器用于磁约束核聚变中电子回旋共振加热系统中入射和反射功率的实时监测。提出了模块化的高速高精度放大器设计方案。给出了放大器的稳定性、响应速度、噪声、失调等特性的分析方法和仿真方法。基于Labview构建了放大器自动测试系统,测试了实际放大器的响应速度和精度并对实际测量结果给出分析。在常用配置（三级放大器放大倍数分别为10-20倍、30-50倍、2-20倍）情况下,级联放大器的响应时间小于10μs,等效输入噪声电压小于60μV,等效输入失调电压最大不超过32μV。放大器的性能、稳定性和可靠性在电子回旋实验中得到了验证。

摘要：在EAST装置上正在建设140GHz/4MW/1000s电子回旋共振加热(ECRH)系统,单个回旋管输出的1MW功率通过波纹圆波导传输到天线聚焦镜上,然后经天线反射镜进入等离子体。运用表面阻抗法对波纹圆波导进行了理论分析,针对EAST装置ECRH系统需求的140GHz波纹圆波导进行了设计研究,所设计的波导传输模式为HE11模,具备1MW连续波运行能力且欧姆损耗低于0.02d B/100m,同时分析了HE11模在波导口外辐射模式及其与TEM00模耦合特性。

摘要：介绍了电子回旋共振加热(ECRH)系统,重点阐述了ECRH控制系统的结构组成和功能。基于PLC、组态软件的控制系统具有结构紧凑、功能强大、保护可靠的特点,并能实时监控现场和数据采集、处理,实现了ECRH系统在托卡马克实验上的自动运行。

摘要：介绍了基于可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的电子回旋共振加热(ECRH)系统中央控制器的设计,阐述了中央控制器对输入的总控触发信号、等离子体电流信号、ECRH系统状态信号、高压输出状态信号、波输出状态信号、各类停止信号以及各输出控制信号等的处理与控制逻辑。对FPGA程序做了时序仿真,仿真结果表明,该控制器能够实时响应总控触发信号、精确控制阴极与阳极高压电源的开关、处理各种异常情况,满足ECRH系统的控制需求,且具有极高的可靠性。

摘要：异常诊断是电子回旋共振加热控制系统中存在的一大问题;由于控制回旋管的信号繁多,且控制实时性要求高,一般延迟要求在微秒量级;一旦发生故障,控制系统会立即关闭各高压电源以保护回旋管;想要查找异常发生的原因,只能将各信号均接入示波器,并且等待该故障再次发生时被示波器捕获,这样不仅难以定位异常,而且耗时耗力;针对以上问题,设计了ECRH系统中央控制器的异常诊断逻辑,该诊断逻辑主要基于正常的回旋管控制流程,通过判断回旋管控制流程的走向以及各种检测输入信号来诊断异常发生的原因;将诊断逻辑与正常的回旋管控制逻辑嵌入到同一片FPGA芯片中,并发运行;时序仿真结果表明,在故障发生时能够立即输出异常信号给计算机,实现了实时在线故障检测和诊断,使整个电子回旋共振加热控制系统更加智能化。

摘要：为了管理EAST核聚变装置上电子回旋共振加热系统中采集的脉冲数据,监控EAST上140 GHz/4 MW ECRH系统的微波源和水冷子系统的工作状态,文中设计并实现了基于Qt和PHP的数据管理与发布系统。在现场采集下位机与控制室上位机之间,采用基于光纤通讯的工业以太网结构,保证数据的无干扰及实时传送。通过UDP协议,实时传输采集到的功率数据。控制室的上位机使用Qt双缓冲二维绘图技术对放电过程中采集的脉冲数据进行动态波形显示,保证显示图像清晰且无闪烁现象。通过TCP协议,传输每炮的完整脉冲数据。采用Qt内存绘图和PHP绘图技术两种方式进行每炮完整脉冲数据波形的静态显示。系统实现B/S和C/S两种波形访问方式。整体测试结果表明,数据管理与发布系统的各项技术指标满足要求。

摘要：电子回旋共振加热(Electron Cyclotron Resonance Heating,ECRH)系统是中国环流三号(HL-3)实验装置的一种重要加热和等离子体电流控制方法,微波通过天线发射器注入等离子体,是ECRH系统的重要组成部分。根据ECRH系统需求,对其天线系统进行了概念设计和光路设计以及具体的天线制作,并进行了测试与安装。HL-3装置ECRH天线系统由三个天线组成,包含一个中平面天线和两个上斜天线,三个天线位于装置弱场侧的同一扇段,可协同完成加热、新经典撕裂模(Neoclassical Tearing Mode,NTM)控制等功能。目前已经完成其中两个天线的设计、制造和测试,另外一个天线完成了发射光路的设计。测试结果表明:中平面天线和上斜一号天线控制精确、快速,达到了装置实验使用的要求。

摘要：电子回旋共振管是产生高功率毫米微波的真空电子器件,在可控热核聚变研究、雷达等领域中有重要的应用。针对可控热核聚变研究中1 MW/105GHz回旋管加热系统阳极电源幅度可调且调制的要求,使用高频开关电源技术和脉冲步进调制技术(PSM)研制了全固态阳极高压电源。重点阐述了阳极高压电源实现稳压、调制、前沿时间可调功能的软件控制算法,并通过实验对设计进行了验证。该阳极高压电源具有单脉冲、多脉冲调制和六电平预置波形等3种模式输出功能;输出参数达到35kV/200mA,波形前沿3ms内可调,最大调制频率为1kHz,调节精度在100V以内。设计的控制方法也可应用于其他大功率微波源。