[发明专利]一种多极磁阱等离子体磁约束装置的时序控制方法

摘要

本发明涉及一种多极磁阱等离子体磁约束装置的时序控制方法，所述的多极磁阱等离子体磁约束装置包括等离子体枪系统、全等离子体通道系统和多极磁阱系统。该方法由多极磁阱等离子体磁约束装置各个子系统工作时序的数学模型，得出多极磁阱磁约束装置各个子系统之间的时序控制模型。本发明所述的方法实现了多极磁阱等离子体磁约束装置中各个子系统工作时序的精确控制，保证了整个等离子体磁约束装置完成磁约束工作的同步性和实时性。

主权项

一种多极磁阱等离子体磁约束装置的时序控制方法，其步骤包括：步骤1：等离子体枪系统的时序控制，等离子体是由脉冲供气电磁阀和气体电离电极组成，等离子体枪的工作起始时刻为tpg0，等离子体枪的工作时间为Tpg＝Tpg1+Tpg2，其中Tpg1是脉冲供气电磁阀的工作时间，启动时刻为tpg1，考虑到脉冲供气电磁阀是最先开始工作的，所以其启动时刻tpg1＝tpg0，其中Tpg2是气体电离电极的工作时间，为了保证可靠的对工质气体电离，气体电离电极启动时刻需满足tpg2≥tpg1；步骤2：全等离子体通道系统时序控制，全等离子体通道包括公共等离子体通道系统、快等离子体通道系统、截断器系统和溜槽线圈系统，全等离子体通道工作的时间记为Tpc，全等离子体通道工作的时间Tpc包含四部分：一是等离子枪和全等离子体通道工作的起始时刻差Δt1；二是等离子体通过全等离子体通道的时间Tpt，起始时刻为tpc0；三是溜槽线圈系统的工作时间为Tpl，启动时刻为tpl0；四是截断器系统的工作时间Tpi，启动时刻为tpi0；等离子枪和全等离子体通道工作的起始时刻差Δt1，Δt1满足下式：Δt1=tpc0-tpg0Δt1≤Tpg]]>快束和慢束等离子体分别通过全等离子体通道的时间Tptq和Tpts满足下式：Tptq=Lpt2vqTpts=Lpt1vs]]>同时为了可靠进行等离子体的输运，等离子体通道的工作时间Tpt＝Tpts；溜槽线圈需等到等离子体通过全等离子体通道之后才启动，所以溜槽线圈的启动时刻tpl0满足：tpl0＝tpc0+Tptq溜槽线圈需等到等离子体通过全等离子体通道之后才启动，所以溜槽线圈的启动时刻tpl0满足：tpl0＝tpc0+Tptq截断器系统的工作时间为Tpi，启动时刻为tpi0，其启动时刻满足如下关系式：tpi0=Tpg+T2qTpi≥Tpg]]>截断器系统在工作时间Tpi内需要完全截断慢束等离子体，保证只有快束等离子体通过，因此其工作时间Tpi＝Tpts；步骤3：多极磁阱系统时序控制，多极磁阱系统由盲鳗线圈、补偿线圈和螺线管线圈组成，各个线圈相互串联，由一个脉冲电源系统供电产生磁阱磁场位形，磁阱工作的起始时刻为tmt0，磁阱工作的时间记为Tmt，磁阱工作的时间Tmt包含三部分：一是磁阱和全等离子体通道工作的起始时刻差Δt2；二是等离子体注入的时间Tpi；三是等离子体的约束时间Tmc；多级磁阱和全等离子体通道工作的起始时刻的差记为Δt2，Δt2不能少于等离子体通过全等离子体通道的时间，即Δt2满足：Δt2=tmt0-tpc0Δt2≤Tpts+Tptq+Tpi+Tpl]]>磁阱工作的时间记为Tmt，磁阱工作的时间Tmt包含三部分：一是磁阱和全等离子体通道工作的起始时刻差Δt2；二是等离子体注入的时间Tpi；三是等离子体的约束时间Tmc，即Tmt满足：Tmt＝Δt2+Tpi+Tmc所述的多极磁阱等离子体磁约束装置由等离子体枪系统、全等离子体通道系统和多极磁阱系统三部分组成，所述等离子体枪系统由脉冲供气电磁阀模块和气体电离电极模块组成，负责工质气体输送和电离；所述全等离子体通道系统由公共等离子体通道模块、截断器模块、快等离子体通道模块和溜槽线圈模块组成，负责等离子体的输运、筛选和注入；所述多极磁阱系统负责产生约束等离子体的磁阱磁场位形。