РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ РЕАКТОРА ТОКАМАК
Небогин Андрей Владимирович
Научный руководитель: Павлов Вадим Михайлович, старший преподаватель Кафедры 24
Томский политехнический университет, г.Томск, Россия
Системы электропитания современных токамаков представляют собой сложные энергетические установки, сооружение которых может занимать несколько лет. Несмотря на то, что создание таких систем в значительной степени базируется на использовании многих достижений современной преобразовательной техники, работы в области систем электропитания крупных токамаков следует рассматривать как самостоятельное направление современной мощной импульсной техники. Связано это не только с уникальными масштабами систем электропитания, но и со значительным своеобразием технических задач, возникающих при их создании и обусловленных особенностями устройства и режимов работы магнитных систем токамаков. Одной из таких задач является необходимость разработки систем управления электропитанием особенностями которых являются:
В общей структуре электропитания можно выделить несколько подсистем, предназначенных для питания следующих элементов и систем токамака:
обмоток тороидального поля; обмоток индуктора; обмоток управления; катушек диверторных пластин; преобразователей высокочастотного дополнительного нагрева плазмы; систем физической диагностики; подсистем высоковакуумной откачки и водяного охлаждения. Основными потребителями электроэнергии являются блоки питания электромагнитной системы. Каждая установка для питания электромагнитов может быть представлена совокупностью распределительного устройства, трансформатора для питания тиристорного преобразователя, самого преобразователя, токоподводящих шин и системы охлаждения.Часть оборудования без тиристорных преобразователей, функционально относящихся к подсистеме управления плазмой, является однотипным для всех подсистем электропитания. Учитывая территориальную распределенность технологического оборудования отдельных подсистем электропитания и однотипность задач локальной автоматизации, которые при этом должны решаться, проектирование первого уровня системы управления электропитанием целесообразно выполнить с использованием малоканальных промышленных контроллеров, устанавливаемых рядом с датчиками и исполнительными устройствами. Это сокращает длину линий передачи данных от датчиков и позволяет избавиться от проблем связанных с недостаточной защищенностью сигнальных.
В качестве базового варианта для реализации подсистемы управления наиболее целесообразно выбрать средства автоматизации, предлагаемые фирмой Grayhill, которые обеспечивают оптическую развязку измерительных и управляющих цепей от вычислительных устройств и их блоков питания.
В связи с тем, что нижний уровень подсистемы управления электропитанием токамака является распределенным, возникает необходимость обеспечения совместной согласованной работы составляющих его микропроцессорных контроллеров. В соответствии с этим все контроллеры первого уровня целесообразно подключить к сетевому серверу, в качестве которого может использоваться промышленный компьютер, выполняющий управление подсистемой в целом, который в свою очередь интегрируется в общую систему управления.
Рассматриваемая в докладе система предназначена для решение следующих задач автоматизации:
e-mail: asf@asf.e-burg.ru