Устройство стабилизации плазмы

Соеоз Советских

Соцтеалмсткмесккх

Республик (1Ц в26089

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 07 04 75(21) 2122448/25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

H 05 Н- 1/00

Государственный комитет

Совета Инннстроа СССР

fN делам нзооретеинй н открытий (23) Приоритет (43) ОпУбликовано 25 06 785юллЕтень № 23 (53) УДК 533.95 (088.8) (45) Дата опубликования описания 25.05.78

B. П. Кравченко, Ю. П. Ладиков-Роев, А. Г. Машковский и

B. Ф. Ткаченко (72) Автори изобретения

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАБИИ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к области автоматического управления процессами в, термоядерных установках и преимущественно может использоваться в термоядерных установках открытого типа.

Известны устройства стабилизации плазмы, применяемые для улучшения ее, параметров (1) .

Известно также устройство, содержащее два канала управления, на вход каждого из которых подключены приемные зонды, а на выход — стабилизирующие элементы $2).

Недостатком прототипа является невозможность подавления неустойчивости одной моды устройством с числом стабилизирук» щих электродов не больше четырех без влияния на другие моды, что приводит к их раскачке, а применение более четырех стабилизирующих электродов приводит к возникающему вследствие влияния стабилизирующих элементов на зонды самовозбуждению системы, которое очень трудно устранить.

Цель изобретения — устранить влияние стабилизирующих элементов на зонды, предотвратить раскачку других мод при подавле2 нии неустойчивости одной моды и обеспечить устойчивость системы.

Это достигается применением в качестве стабилизирующих элементов катушек с переменной плотностью намотки, подключенных к двум каналам управления с перекрестными связями.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, где 1 — плазма, 2 — стабилизирующие катушки, 3 — зонды, 4 —. опера ционный усилитель, 5 — формирователь амплитудно-фазовой характеристики, 6 — оконечный усилительт, 7 — каналы управления.

Сигнал о возмущении принимается зонда1 ми 3 и подается на входы а и б операционного усилителя 4, предварительно усиливается и поступает в формирователь 5 амплитудно-фазовой характеристики, передаточная функция которого Ч(/ (p) необхооо димая для стабилизации плазмы, имеет вид г тр т,p +7„p+ т,р+

Р 4Р аР аР гпу К вЂ” коэффициент усиления;

Т1 - T — постоянные времени.

526089

3 казанная передаточная функция не удов летворяет критерию устойчивости, однако ввиду того, что амплитудно-фаэовая характеристика объек та не симметрична относитель а но действительной оси в плоскости годогра5 а, оказывается возможным в полнение критерия устойчивости при повороте амплитуцно-фазовой характеристики в нужном направлении на определенный угол. Это постигается применением перекрестных связей р между каЬалами управления, На вход оконечного усилителя поступает сигнал с формирсь вателя амплитудно-фазовой характеристики, а на Йход,B часть сигнала с выхода L формирователя другого канала. Изменяя вели- д чину сигнала, прихоцяшего от формирователя другого канала, можно менять фазу стабилизирующего воздействия, т.е. поворачивать амплитудно-фаэовую характеристику ннеобходимый для обеспечения устойчивости угол. К выходам д и е оконечного усилителя подключены стабилизирующие катушки с переменной плотностью намотки. Магнитное поле такой катушки, выполненной из К элет рб ментов, каждый из которых представляе собой часть кругового кольца с определенным центральным углом, прецставляется вы. ражением ний высших мод, а будет воздействовать только на первую моду при выполнении условий:

Z, и

Ф1

1с

„соб („ о;, K N cos 3 =о

1 К

K NKcos(2hh-1) сб =О, где 2М -1 — наивысшая мода, не возбуждаемая стабилизирующим полем.

Проверка этих условий, например для катушки, состоящей из двух элементов (K=2) с соотношением витков И = <,81 Й, и угловыми координатами -"1 (2= О " е

1 2

> показывает, что магнитное поле такой катушки не возбуждает высших мод до пятой включительно.

Применение в качестве стабилизирующих элементов катушек специальной конструкции и наличие перекрестных связей дает возможность при ограниченном количестве катушек и зондов избежать раскачки других мод, устранить влияние стабилизирующих элементов на зонды и добиться устойчивости системы при наличии всего двух каналов управления.

-3wt 1

А (г,О,Z,4)=,à 3 е Есц д-1(r,Z)Z й„

П=1 Ь1 К хсоь (2 -1)с(.51(2 -1)В, rae А + — аэимутальная компонента векторного потенциала магнитного поля; р, 9-, Z — цилиндрические координаты:, — время,,Π— магнитная проницаемость вакуо ума; о — ток в элементарном витке катушки; (Ю вЂ” частота возмущения;

N — количество витков в элементе

К катушки с номером К;

c(.< — - угловая координата элемента катушки с номером К;

ar п-1(P,Z). коэффициенты Фурье.

Иэ приведенного выражения видно, что стабилизирующее поле не вызовет возмушеФормула изобретения

Устройство стабилизации плазмы, содержащее как минимум два канала управления, на вход каждого из которых подключены приемные зонды, а к выходу - стабилизирующие элементы, отличающееся тем, что, с целью устранения влияния стабилизирующих элементов на зонды, предотвращения раскачки других мод и обеспечения устойчивости системы, стабилизирующие элементы выполнены в вице катушек с переменной плотностью намотки, а каналы управления между собой соединены перекрестными связями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Морозов A. М., Соловьев A. С. ЖЭФ, 1 964, 9.

2. Чуянов B, A. Препринт ИАЭ 2171, М., 1 972.

526089

Составитель B. Фесенко

Техред А. Алатырев Корректор П. Тупица

Редактор П. Гэрькова

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 329. / 3 Тираж 992 Подписное

UHHHHH Государстве|прего комитета Совета Министров СССР по дела<..1 иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау1пская наб., д. 4/5