SCI Библиотека

Введение. Питание магнитных систем мощных микроволновых генераторов, таких как релятивистские лампы обратной волны и клистроны, постоянным током до 1 000 А в течение нескольких секунд осуществляется от суперконденсаторных накопителей. При проектировании источников питания для таких магнитных систем всегда возникает необходимость в определении энергетических характеристик накопителя. Аналитический расчет этих характеристик затруднен по причине динамического изменения некоторых параметров магнитной системы и накопителя во время протекания тока. Цель исследования. Создание и экспериментальная проверка математической модели, описывающей процесс питания многосекционной магнитной системы постоянным током от суперконденсаторного накопителя.
Материалы и методы. При составлении модели учитывается динамическое изменение параметров магнитной системы при протекании тока, а суперконденсаторный накопитель представляется в виде простой RC-цепи, параметрами которой являются паспортные значения его емкости и внутреннего сопротивления. Процесс разряда накопителя описывается на основании энергетического баланса. Модель реализована в программном пакете National Instruments LabView 2012 и имеет удобный графический интерфейс. Результаты моделирования были проверены на оборудовании, состоящем из источника питания на основе суперконденсаторного накопителя и двухсекционной магнитной системы. Результаты исследования. В процессе моделирования были выявлены сходства с экспериментальными данными. По результатам эксперимента форма тока и напряжения накопителя, а также максимальная продолжительность стабилизации тока оказались близкими к результатам моделирования. При этом паспортные значения емкости и внутреннего сопротивления накопителя качественно отражают его реальные характеристики с учетом особенностей работы совместно с регулятором тока и импульсным характером потребления энергии. Обсуждение и заключение. Небольшое отличие в результатах объясняется отклонением реальных параметров накопителя от паспортных значений, а также различием температуры обмоток в эксперименте и моделировании. Использование энергетического баланса для расчета выходного напряжения накопителя позволяет масштабировать нагрузку путем добавления любого количества потребителей энергии с независимой стабилизацией тока в каждомВведение. Питание магнитных систем мощных микроволновых генераторов, таких как релятивистские лампы обратной волны и клистроны, постоянным током до 1 000 А в течение нескольких секунд осуществляется от суперконденсаторных накопителей. При проектировании источников питания для таких магнитных систем всегда возникает необходимость в определении энергетических характеристик накопителя. Аналитический расчет этих характеристик затруднен по причине динамического изменения некоторых параметров магнитной системы и накопителя во время протекания тока. Цель исследования. Создание и экспериментальная проверка математической модели, описывающей процесс питания многосекционной магнитной системы постоянным током от суперконденсаторного накопителя.

Материалы и методы. При составлении модели учитывается динамическое изменение параметров магнитной системы при протекании тока, а суперконденсаторный накопитель представляется в виде простой RC-цепи, параметрами которой являются паспортные значения его емкости и внутреннего сопротивления. Процесс разряда накопителя описывается на основании энергетического баланса. Модель реализована в программном пакете National Instruments LabView 2012 и имеет удобный графический интерфейс. Результаты моделирования были проверены на оборудовании, состоящем из источника питания на основе суперконденсаторного накопителя и двухсекционной магнитной системы. Результаты исследования. В процессе моделирования были выявлены сходства с экспериментальными данными. По результатам эксперимента форма тока и напряжения накопителя, а также максимальная продолжительность стабилизации тока оказались близкими к результатам моделирования. При этом паспортные значения емкости и внутреннего сопротивления накопителя качественно отражают его реальные характеристики с учетом особенностей работы совместно с регулятором тока и импульсным характером потребления энергии. Обсуждение и заключение. Небольшое отличие в результатах объясняется отклонением реальных параметров накопителя от паспортных значений, а также различием температуры обмоток в эксперименте и моделировании. Использование энергетического баланса для расчета выходного напряжения накопителя позволяет масштабировать нагрузку путем добавления любого количества потребителей энергии с независимой стабилизацией тока в каждом.

В данной работе приводятся результаты исследований по формированию плотных потоков водородной плазмы ЭЦР-разряда в магнитном поле одиночного соленоида. Показана возможность формирования однородных потоков с плотностью 750 мА/см2 и полным током 5 А. Приводятся результаты первых экспериментов по формированию пучка ионов водорода из плазмы ЭЦР-разряда в одной магнитной катушке. Получены рекордные значения плотности тока в пучке свыше 1,5 А/см2. Представленные результаты свидетельствуют о перспективности использования рассмотренной системы в приложениях по созданию инжекторов высокоэнергетических нейтралов для нагрева плазмы в установках управляемого термоядерного синтеза.

Представлены результаты модернизации ЭЦР ионного источника GISMO в ИПФ РАН с целью разработки на его основе протонного инжектора, который в будущем будет являться составляющей частью линейного ускорителя для компактного источника нейтронов DARIA. В разрабатываемой системе для удержания плазмы используется адаптированная открытая ловушка на постоянных магнитах (NdFeB). Протонный пучок извлекается из плазмы с помощью трехэлектродной системы экстракции. Формирование слабо расходящегося пучка достигается за счет использования магнитной линзы в виде соленоида. Оптимизация системы экстракции проводится с помощью численного моделирования. По ее результатам удалось спроектировать систему формирования протонного пучка, удовлетворяющего требованиям DARIA.