RF 固态发生器在 NBTF 实验与 ITER HNB 电气系统中的集成研究
等离子体物理
2023-04-19 v1 加速器物理
摘要
SPIDER 于 2018 年开始运行，指出了由基于四极管自激振荡器的 RF 发生器技术所引起的性能限制问题。其中一个限制，即频率不稳定性的出现，阻碍了在 200 kW 额定功率下的运行。此外，四极管需要高电压工作，这带来了闪络风险以及进行老炼程序的必要性，限制了整体可靠性。这些缺点，加上同时在较小装置上使用固态放大器所获得的积极经验，促成了对射频电源进行完全重新设计的提议。本文描述了用于确定 SPIDER 和 MITICA 固态放大器规格与设计准则的建模工作，当其功能性得到验证后，这些可直接移植到 ITER HNB 装置。我们详述了发生器的拓扑结构，其由 D 类放大器模块组合而成以实现所需的 200 kW，该设计主要受制于向离子源提供标称功率、降低过时风险以及通过模块化提高可靠性的需求。由于该应用为非标准应用，我们特别关注了发生器在 SPIDER 和 MITICA 的 RF 系统中的集成。我们进行了数值分析，以验证谐波失真对传输线和 RF 负载部件的影响，处理 RF 电路间互耦对发生器输出调制的作用，并评估电气系统中共模电流的大小。这些研究以及从 SPIDER 运行获得的经验，有助于确定专门的电路设计规定和控制策略，目前正被实施于新 RF 放大器的详细设计与建造阶段。
引用
@article{arxiv.2304.08825,
title = {Integration studies of RF solid-state generators in the electrical system of NBTF experiments and ITER HNB},
author = {R. Casagrande and A. Maistrello and M. Recchia and M. De Nardi and M. Bigi and L. Zanotto and M. Boldrin and H. Decamps},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.08825},
year = {2023}
}