EAST等离子体平衡与电磁测量课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,EAST,等离子体平衡与电磁测量,电磁测量组,沈飙 钱金平 孙有文 范恒玉,2007年1月5日,EAST,运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,EAST,运行的目标:,优化击穿,电流爬升,电流和位型的控制,我们需要进行的分析研究:,击穿条件（零场区，环电压等）,电流爬升（模拟计算算法？）,等离子体最外层磁面的反演。（丝电流，,EFIT）,EAST,运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,测量参数：,小探针和单匝环：测量位形，环电压，,X,点。,罗柯线圈：测量等离子体电流以及极向场线圈电流,逆磁线圈：测量内能，,BETAP,等。,局部罗柯：测量,HALO,电流。,制作安装工艺：,所有探针绕制完成后进行严格标定。（小探针，罗柯等）,依托真空室内部结构的经纬环，直接安装在真空室内部。,所有定位根据真空室内的基准点经纬环来相对定位。,小探针和单匝环线圈,在真空室内位置示意图,信号示意图：,磁通（,shot930,零场测试,),小探针,(,shot736,1KAPF）,极向场电流罗柯（,shot930,零场测试）,环电压(,shot930,零场测试）,信号测量精确度比较： （,测量与理论计算值）,小探针,单匝环,EAST,本轮控制运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,EAST,击穿条件:,本底真空， 10,-5,Pa,以上,具有一定强度的纵场，中心磁场达到2,T。,零磁场区,足够高的环电压,一定气压的工作气体,采用了瞬间投入泄放电阻的方法产生的高环电压产生等离子体。,划分多段真空室,设定真空室电流分布模型,利用格林函数方法列出计算磁场矩阵,拟合真空室电流分布模型参数,根据极向场线圈电流和拟合出的涡流得到零场区。,零场区计算,击穿波形分析,EAST,本轮控制运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,电流爬升阶段,目前采取的方法是通过调节12个极向场电流的办法程序控制电流的爬升。,调节原则：6个中心螺管主要用于电流的上升，中心螺管电流下降快，等离子体电流上升快，反之电流上升缓慢；外边的4个大线圈主要用于控制水平和垂直位移。,由于极向场电源输出电压的限制，在爬升阶段要在保持等离子体电流稳定的前提下，尽量缓慢爬升，使得极向场具有足够的调节能力。,EAST,本轮控制运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,等离子体平衡方程:,Grad-,Shafranov,平衡方程,利用诊断信号求解平衡方程就可以获得包括最外层磁面、电流的分布等大量的等离子体参数，目前广泛采用,格林函数,的方法，用于平衡反演的电磁测量测量信号包括:,等离子体电流,极向场电流,极向磁场,磁通等。,位型反演的电流模型：,1、,丝电流模型（简单）,2、多项式电流分布模型（,EFIT，,多次迭代）,利用丝电流模型反演获得的等离子体半径，水平和垂直位移，拉长比，三角形变等参数。,最外层磁面的变化过程,由于上一轮实验是限制器位型等离子体，最外层磁面总是跟限制器接触，所以真空室内部内外限制器的精确位置对于位型反演来说相当关键；在偏滤器位型下，由,X,点决定最外层磁面。,EAST,本轮控制运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,等离子体内能测量,电流爬升过快，达到输出电压极限,爬升过程中位移偏离较大，使得反馈投入时调节震荡,反馈过程中输出电压极限问题（仅仅200,KA,电流）,EAST,本轮控制运行的目标,EAST,电磁测量系统及其测量准确度,EAST,击穿研究,电流爬升阶段的控制,利用测量信号进行位型反演,电流和位移的反馈控制,EAST,逆磁测量,逆磁通只占总纵场磁通的10,-3,10,-4,量级，信号很小，容易被误差场的信号淹没，对测量的精确度要求非常高。,采用逆磁和补偿线圈,