Устройство для стабилизации плазмы Советский патент 1980 года по МПК G21B1/00 

1

У стройство для стабилизации плаэ№Л относится к области автоматического управления процессами в термоядерных установках и может быть использовано для подавления желобковой неустойчивости плазмы в термоядерных установках.

Известны устройства для стабилизации плазменных неустойчивостей с помощью охвата плазмы как объекта автоматического регулирования цепями обратной связи. Эти устройства содержат датчики, измеряющие возмущения в плазме, усилители с заданными диналшческими характеристиками и управляющие органы, воздействующие на возмущения в плазме. Такие систекол позволяют стабилизировать неустойчивости при постоянных параметрах плазмы ШНо в таких устройствах при изменении параметров плазмы ее устойчивость может нарушаться, так как параметры системы стабилизации остаются неизменными.

Наиболее близким к данному техническому решению является устройство для стабилизации плазмы, содержащее систему обратной связи, состоящую из датчиков для измерения возмущений электростатических полей в плазме , усилителя и электродов, воздействукмцих на плаз .

Недостатком этой системы является

5 невозможность стабилизации неустойчивости при изменении плотности плазмы в процессе ее накопления. Так как диапазон коэффициентов усиления, обеспечивающий устойчивость, ограии10Iчей снизу требованием стабилизации желобковой неустойчивости и сверху требованием устойчивости поверхностных волн, возбуждаемых при наличии системы стабилизации, необходимо тща(5 тельно подбирать значение коэффициента усиления в зависимости от плотности плазмы, что оказывается невозможный при ее изменении.

20 Целью изобретения является обеспечение устойчивости плазмы при изменении ее плотности.

Поставленная цель достигается тем, что усилитель вьшолнен- с регулируе25 NMM коэффициентом усиления .а система обратной связи содержит цепь самонастройки коэффициейта усиления, включенную между управляемым и управляющими входами усилителя и состоящую

30 из частотно-избирательного фильтра,,.

детектора, .интегратора и источника регулируемого напряжения,

Наличие дополнительной цепи самонастройки коэффициента усиления позволяет при изменениях плотности ре:Гулировать усиление таким образом, flTo6H обеспечить устойчивость плазмы

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Объект регулирования, - плазма 1 заполняет объем, около которого располагаются датчики 2 для измерения возмущения электростатических полей. Сигнал с датчиков 2 поступает на уп равляемый вход усилителя 3 с регулируемым коэффициентом усиления. Выход усилителя соединен с электродами 4, содержащими стабилизирующие электрические поля в плазме. Усилитель 3 имеет цепь самонастройки .коэффициента усиления, состоящую из частотноизбирательного фильтра 5, .вход которого соединен с управляемым входом усилителяс регулируемым коэффициентом усиления, детектора 6/ вход которого подключен к выходу фильтра, а выход - к одному из входов интегратора 7, выход которого сое;п;инен с управляющим -входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, включенного в основной контур обратной связи. Второй вход интегратора подключен к источнику 8 регулируемого напряжения.

При возникновении неустойчивости в плазме 1 электростатические датчики 2 воспринимают возмущение элект-г рического поля, которые выделяются частотно-избирательным фильтром 5, настроенным на частоту желобковых ко лебанйй плазмы. Сигнал с выхода фильра 5 подается на детектор 6, а -выпрямленный сигнал с детектора.6 пропорциональный ампл хтуде колебаний в плазме, и напряжение с источника 8 подаются, соответственно, на прямой и инверсный входы инт.егратора 7, введенного в цепь для получени астатизма регулирования. Выходной сигнал интегратора 7 поступает на управляющий вход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и повышает коэффициент усиления в основном .KOHTijpe обратной связи до тех пор, -пока система не войдет в об-, лас-ть устойчивости, и сигнал с детектора .6 не сравняется по абсолютной величине с напряжением источника 8. Таким образом, напряжение источника 8 определяет уровень остаточных колебаний в системе, а усиление в основй ном контуре обратной связи при любом /изменении плотности поддерживается таким, при котором плазма находится на границе устойчивости.

Проверка работоспособности пред.. лагаемого устройства была проведена на установке ОГРА-3. Изменение полного коэффициента усиления обратной

связи с помощью цепи самонастройки

позволило обеспечить стабилизацию желобковой неустойчивости при изменет.5, ниях плотности в процессе накопления плазмы. Амплитуда автоколебаний под держивалась на заданном уровне, не ограничивающем накопление плазмы в ловушке.

Формула изобретения .

Устройство для стабилизации плазмы, содержащее систему обратной связи, состоящую из датчиков для измерения возмущений электростатических полей в плазме, усилителя и электродов, воздействующих на плазму, отличающееся тем, что, с целью обеспечения устойчивости при изменении плотности плазмы,усилитель выполнен с регулируемым коэффициентом усиления, а система обратной связи содержит цепь самонастройки коэффициента усиления, включенную между управ, tляемым и управляющим входами усилителя и состоящую из частотно-избиратель .ного фильтра, детектора, интегратора .и источника регулируемого напряжения. 0: Источники информации, .

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 467705, кл.Н 05 Н 1/00, 1973.

2.Жильцов В. А., Лихтенштейн В.Х. и др. Удержание плазмы в простой пробочной ловушке ОГРА-3 в присутствии многоэлементной системы обратной связи. Доклад CN-33/D-4 исследования

по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу .-Труды пятой конференции Токио, 11-15 ноября,1974. Международное агенство по атомной энергии. Вена, 1975 т. 1, с. 335368.