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中国聚变工程实验堆大功率混合直流开关概念设计

汤存文 李华 宋执权 胡星光

汤存文, 李华, 宋执权, 等. 中国聚变工程实验堆大功率混合直流开关概念设计[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 040010. doi: 10.11884/HPLPB201931.180357
引用本文: 汤存文, 李华, 宋执权, 等. 中国聚变工程实验堆大功率混合直流开关概念设计[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 040010. doi: 10.11884/HPLPB201931.180357
Tang Cunwen, Li Hua, Song Zhiquan, et al. Conceptual design of high power hybrid DC switch for China Fusion Engineering Experiment Reactor[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 040010. doi: 10.11884/HPLPB201931.180357
Citation: Tang Cunwen, Li Hua, Song Zhiquan, et al. Conceptual design of high power hybrid DC switch for China Fusion Engineering Experiment Reactor[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 040010. doi: 10.11884/HPLPB201931.180357

中国聚变工程实验堆大功率混合直流开关概念设计

doi: 10.11884/HPLPB201931.180357
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2017YFE0300504

详细信息
    作者简介:

    汤存文(1993-), 男,硕士,从事脉冲电源研究;cwtang@ipp.ac.cn

    通讯作者:

    李华(1984-), 男,博士,从事脉冲电源研究;lihua@ipp.ac.cn

  • 中图分类号: TN302

Conceptual design of high power hybrid DC switch for China Fusion Engineering Experiment Reactor

  • 摘要: 中国聚变工程实验堆中的超导线圈失超保护开关要求的额定参数达到了10 kV/±100 kA,针对该运行参数提出了一种混合式直流开关。承担稳态通流的机械开关采用了三级触头结构,可以降低固态开关的通流时间。双向固态开关的阀串采用二极管桥与IGBT组合的形式,结温分析证明可以提高器件的流通电流限制,并对该基本单元拓扑进行了大电流开断实验,验证了该设计的可行性。
  • 图  1  混合开关拓扑示意图

    Figure  1.  Diagram of Hybrid DC Switch

    图  2  混合开关动作时序图

    Figure  2.  Time-sequence of hybrid DC switch

    图  3  机械开关3D示意图

    Figure  3.  3D model of the main switch

    图  4  换流等效电路

    Figure  4.  Equivalent circuit of commutation

    图  5  固态开关拓扑示意图

    Figure  5.  Topology diagram ofsolidstateswitch

    图  6  实验平台拓扑

    Figure  6.  Topology diagram of experimental platform

    图  7  大电流下的IGBT关断实验

    Figure  7.  IGBT switch off experiments

    表  1  ABB 3000K452300 IGBT瞬态结温

    Table  1.   Transient junction temperature of ABB 3000K452300 IGBTs

    conducting current/kA junction temperature at different conducting time/℃
    30 ms 80 ms 100 ms
    6.0 84 98 105
    6.5 91 106 115
    7.0 98 115 124
    7.5 105 125 136
    8.0 115 140 153
    下载: 导出CSV

    表  2  中车ZPb-3600-45二极管瞬态结温

    Table  2.   Transient junction temperature of CRRC ZPb-3600-45 diodes

    conducting current /kA junction temperature at different conducting time/℃
    30 ms 80 ms 100 ms
    6.0 58 65 69
    6.5 61 68 73
    7.0 63 71 77
    7.5 65 74 81
    8.0 68 78 85
    16.0 116 144 164
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-10
  • 修回日期:  2019-01-18
  • 刊出日期:  2019-04-15

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