طراحي سيستم تأمين انرژي سيم‌پيچ چنبره اي بر پايه ابرخازن به منظور افزايش زمان پلاسما در توكامك دماوند

در اين مقاله سيستم تأمين انرژي و تخليه جريان در سيم‌ پيچ چنبره‌اي توكامك دماوند به منظور افزايش زمان ميدان‌هاي مغناطيسي با هدف افزايش زمان ماندگاري پلاسما، طراحي و شبيه‌سازي شده است. در حال حاضر در اين توكامك جريان سيم ‌پيچ چنبره‌اي داراي نيم سيكل سينوسي با مدت زمان ms 100 و پيك جريان kA 12 است كه ميدان مغناطيس تقريباً T 1.1 در مركز چنبره توليد مي‌كند و ناحيه تخت آن در حدود ms 20 مي‌باشد كه براي تشكيل و محصورسازي پلاسما استفاده مي‌گردد. با هدف ارتقاء توكامك دماوند به منظور افزايش مدت زمان ماندگاري پلاسما به ms 200، ضروري است كه سيستم‌هاي تأمين انرژي و كنترل مربوط به جريان سيم‌ پيچ‌هاي قطبي و چنبره‌اي جديد طراحي و ارتقاء يابد. براي رسيدن به هدف مذكور، در اين مقاله سيستم تأمين انرژي اصلي بر پايه منابع انرژي ذخيره‌ساز ابر خازن با ظرفيت F21، ولتاژ تحمل V900 و چيدمان 7 شاخه سري، 8 شاخه موازي طراحي شده است. هم‌چنين جهت تأمين و تثبيت جريان سيم‌پيچ چنبره‌اي، مبدل چاپر با 7 ماژول موازي به همراه سيستم كنترل حلقه بسته با كنترل‌كننده هيسترزيس طراحي و شبيه‌سازي شده است. سيستم كلي قابيلت تأمين و تثبيت ميدان مغناطيسي از محدوده 0.7 تا 1.2 تسلا با ريپل كم‌تر از %0.2 و مدت زمان ms 200 براي ناحيه تخت دارد. هم‌چنين سيستم شارژ بانك ابر خازني بر اساس مبدل يكسوساز 12 پالسه و مبدل باك با روش جريان ثابت، طراحي و شبيه‌سازي شده است كه نتايج مطلوبي را حاصل كرده است.