مبدأ تشغيل نظام تزيد طاقة المكثفات FTFM

اقرأ في هذا المقال


مقارنة بالطرق الأخرى لتوليد (FTMF)؛ فإنه يمكن لـ (MCPS) بسهولة إنشاء (FTMFs) بمعطيات عالية وقابلية تعديل مرنة لعرض النبض.

تحليل مبدأ تشغيل نظام تزيد طاقة المكثفات FTFM

يوضح الشكل التالي (1) الشكل الموجي الناتج النموذجي للتيار والجهد الكهربائي على الملف أثناء تفريغ نظام (FTMF) والصورة المكبرة موضحة في الشكل التالي (3)، بحيث تتكون عملية التفريغ بأكملها من ثلاثة أجزاء، وهي:

  • وقت صعود بنك البداية التصريفات.
  • وقت السقوط النهائي.

ding2-3162260-large-1

ding3-3162260-large

كما تتكون فترة القمة المسطحة من عدة نبضات، بحيث يتم تشغيل المغناطيس بواسطة بنك مكثف واحد في نبضة، لذلك يتم تعريف هذه النبضات على أنها “مرحلة مكثف واحد” (القسم الأخضر في الشكل 2)، كما يتم تمثيل مدة مرحلة المكثف الفردي بـ (Δt1c).

وفي (tp) يصل تيار المغناطيس إلى ذروة (Imax) ثم يبدأ في الانخفاض، بحيث نحدد (dr) على أنه معدل نزول الانخفاض الحالي من قيمة الذروة في نبضة، وعندما يتم الوصول إلى (tc)؛ ينخفض جهد المغناطيس إلى الصفر، كما وتبدأ دائرة المخل في العمل.

مرحلة المكثف الواحد: يوضح الشكل التالي (3) مخطط الدائرة في مرحلة المكثف الفردي، كما نفترض أن مقاومة المغناطيس هي قيمة ثابتة في تحليل الدائرة لتوضيح المعنى المادي لكل معلمة أثناء عملية التفريغ.

ding4ab-3162260-large

مرحلة المكثفات المزدوجة: عندما يتم تشغيل مفتاح البنك التالي، كما يتم توضيح الدائرة في الشكل التالي (4)، كما ويتم تقديم الأشكال الموجية المفصلة للتيار الكهربائي والجهد في الشكل (5).

ding6ab-3162260-large

ding7-3162260-large

كما يمكن لنظام (FTMF) المدعوم من (MCPS) أن يولد (FTMF) بوقت صعود قصير وقوة مجال عالية وعرض نبضة طويل وثبات معين وتكلفة منخفضة، وبتطبيق النموذج المحسن متعدد الأهداف وخوارزمية (GA-PSO) الهجينة، بحيث يتم الحصول على مخطط نظام (FTMF) بناءً على مصدر طاقة المكثف الحالي في (WHMFC)، بحيث تم نمذجة سلسلة من (FTMFs) بمستويات قوة مغناطيسية مختلفة في المحاكاة وتم تحقيقها في التجربة والنتيجة مع أعلى شدة مجال هي (50 T / 70 ms FTMF) مع تموج أقل من (0.7) بالمائة.

المصدر: H. Ding, Y. Huang, J. Zhou, Y. Lv, X. Fang, Z. Zhao, et al., "Design of a hybrid power supply for a 65 T quasi-continuous high magnetic field with a dual-coil magnet", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 28, no. 3, pp. 1-5, Apr. 2018.D. N. Nguyen, J. Michel and C. H. Mielke, "Status and development of pulsed magnets at the NHMFL pulsed field facility", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 26, no. 4, pp. 1-5, Jun. 2016.S. Wang, T. Peng, F. Jiang, S. Jiang, S. Chen, L. Deng, et al., "Upgrade of the pulsed magnetic field system with flat-top at the WHMFC", IEEE Trans. Appl. Supercond., vol. 30, no. 4, pp. 1-4, Jun. 2020.G. Dworschak, F. Haberey, P. Hildebrand, E. Kneller and D. Schreiber, "Production of pulsed magnetic fields with a flat pulse top of 440 k0e and 1 msec duration", Rev. Sci. Instrum., vol. 45, no. 2, pp. 243-249, 1974.


شارك المقالة: