DSQC243調(diào)節(jié)器的作用和工作原理
HL-2A托卡馬克是我國(guó)的一個(gè)大型核聚變研究實(shí)驗(yàn)裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置的供電系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)-飛輪-交流脈沖發(fā)電機(jī)組經(jīng)過(guò)變壓器和晶閘管變流器對(duì)負(fù)載線圈供電。對(duì)于這樣的供電系統(tǒng),若采用直接由電網(wǎng)供電的方式會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成巨大的沖擊和產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁污染。因此,我們采用了上普遍的做法,利用裝置的脈沖工作制,采取自電網(wǎng)取能經(jīng)電動(dòng)交流脈沖飛輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行隔離、能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換、功率放大和釋能的供電方式。也就是采用兩套90MVA 交流飛輪發(fā)電機(jī)組(以下簡(jiǎn)稱發(fā)電機(jī)組或機(jī)組)對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置脈沖供電。整個(gè)機(jī)組由2500kW繞線式異步電動(dòng)機(jī)、90噸飛輪、90MVA發(fā)電機(jī)組成。其工作原理是通過(guò)6000V電網(wǎng)供電給電動(dòng)機(jī),當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)飛輪和發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并達(dá)到電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速1477r.p.m,之后自由加速。這時(shí)在勵(lì)磁機(jī)的作用下,發(fā)電機(jī)將儲(chǔ)存于飛輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄〩L-2A裝置放電使用。
實(shí)驗(yàn)裝置中, DSQC243轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)器(即滑差調(diào)節(jié)器)主要起兩方面的作用。一、實(shí)現(xiàn)兩套機(jī)組的起動(dòng)過(guò)程。當(dāng)機(jī)組經(jīng)過(guò)盤車到轉(zhuǎn)速12 r.p.m時(shí),接入6000V電網(wǎng)的真空開關(guān)合閘,滑差調(diào)節(jié)器投入工作。隨后通過(guò)調(diào)節(jié)滑差調(diào)節(jié)器中活動(dòng)電極的高度使具有280t-m2飛輪矩的機(jī)組恒電流(I=230A)加速到額定轉(zhuǎn)速1477r.p.m,然后自由加速。二、實(shí)現(xiàn)機(jī)組的調(diào)速。當(dāng)脈沖發(fā)電機(jī)要給實(shí)驗(yàn)裝置脈沖供電時(shí),整個(gè)裝置的實(shí)驗(yàn)放電對(duì)于2500kW的電動(dòng)機(jī)而言是一個(gè)很大的脈沖負(fù)載,迫使機(jī)組的轉(zhuǎn)速下降,機(jī)組釋放出飛輪儲(chǔ)存的機(jī)械能,幫助電動(dòng)機(jī)克服尖峰負(fù)荷。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)以及減少電動(dòng)機(jī)脈沖工作時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,在裝置的實(shí)驗(yàn)放電之前,必須在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮?,也就是將活?dòng)電極提高到合適的高度(如圖1中KB所示)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)放電完成之后,通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)電極的高度使機(jī)組電流(I=230A)恒定,再加速到額定轉(zhuǎn)速1477r.p.m,然后自由加速。如此重復(fù)調(diào)速過(guò)程,直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
2 滑差調(diào)節(jié)器控制的硬件設(shè)備
圖1 DSQC243調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備
Honeywell 51107403-100 Rev. W LCN I/O Control Board
New Allen-Bradley 103620 Rev. 09 Drive Control Board
Modicon 110-200 Cyberline 1000 Dual Mounting Plate
NEUNDORFER MVCII-P02 CONTROL BOARD
Refurbished Reliance Electric 0-52853 ISCA Drive Module
Adept Tech 10846-15200 A++ Servo Amplifier
Adept Tech 10310-70200 Rev. D Master Control Board
Allen-Bradley 7300-UCQ-2 CNC Control Board
New INDUCTOHEAT 31035-639 Control Board
Refurbished Videojet 353959-D Printhead Driver Board
Siemens 6ES5-340-3KB31 Simatic Memory Module
DVT LEGEND 530M MACHINE VISION SENSOR
Square D KAL36225 Series 2 Circuit Breaker
Fuji Sharp SMT VME VM1710 Circuit Board