工作在脉冲磁场环境中的设备及其控制方法和核聚变系统与流程

本发明涉及电子电力，具体涉及一种工作在脉冲磁场环境中的设备及其控制方法和核聚变系统。

背景技术：

1、磁约束核聚变装置，例如托卡马克装置，在运行过程中，需要产生强脉冲磁场来约束等离子体，通常通过在装置四周产生大电流来实现，为了产生电流，会在装置外部绕绕组线圈，托卡马克装置使用铜排作为绕组的导体，用以帮助产生所需要的强磁场。根据安培定则，电流通过导体时，会产生磁场。

2、铜排上强的感应磁场会对周围的设备或器件造成影响，尤其是磁性器件如变压器，电感器，扼流环等，环境中的磁场强度超过了磁性器件的饱和磁感应强度时，磁性器件就会失效并影响设备的正常工作。尤其是在大电流导体附近运行的情形下，大电流会产生大磁场，从而影响设备的运行，严重的甚至导致设备损坏。

3、在现有的技术下，为了避免磁场环境对周围的设备的影响，往往使用屏蔽或隔离的方式，而屏蔽或隔离的方式会造成体积的占用，或者将易受到磁场干扰的设备搬移至强磁场环境外，但是会导致测量结果的不精确，无法满足使用需求。

4、因此，如何在保证脉冲磁场环境下工作的设备能够正常运行的同时减少磁场对设备的影响成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种工作在脉冲磁场环境中的设备及其控制方法和核聚变系统，至少解决相关技术中存在的如何在保证脉冲磁场环境下工作的设备能够正常运行的同时减少磁场对设备的影响的技术问题。

2、根据第一方面，本申请实施例提供一种工作在脉冲磁场环境中的设备的控制方法，设备包括设备本体，电源变化模块和储能模块，电源变化模块包括磁性器件，电源变化模块可用于对设备本体供电和/或对储能模块充电，储能模块可用于对设备本体供电，其中，脉冲磁场为核聚变装置在工作状态下产生的，控制方法包括：获取脉冲磁场的磁场强度值；在磁场强度值大于或等于预设磁场强度值时，控制电源变化模块关断，并控制储能模块对设备本体供电；在磁场强度值小于预设磁场强度值时，控制电源变化模块对储能模块充电。

3、在一种实施例中，电源变化模块包括电源开关，用于导通/断开电源变化模块与设备本体和储能模块的连接，在电源变化模块和储能模块通过切换开关与设备本体连接；在磁场强度值大于或等于预设磁场强度值时，控制电源开关断开，并控制切换开关切换至储能模块对设备本体供电。

4、在一种实施例中，在磁场强度值小于预设磁场强度值时还包括：检测磁场强度变化状态；基于磁场强度变化状态和磁场强度值控制电源变化模块的工作状态。

5、在一种实施例中，基于磁场强度变化状态和磁场强度值控制电源变化模块的工作状态包括：判断磁场强度变化状态是否为强度增大状态；当磁场强度变化状态为强度增大状态时，基于磁场强度变化状态和磁场强度值确定稳态磁场预测强度值；当稳态磁场预测强度值大于或等于预设磁场强度值时，控制电源变化模块关断，并控制储能模块对设备本体供电；当稳态磁场预测强度值小于预设磁场强度值时，保持电源变化模块的工作状态。

6、在一种实施例中，当磁场强度变化状态为强度减小状态时，控制电源变化模块对储能模块充电。

7、在一种实施例中，设备还包括磁场强度检测装置，靠近设备本体放置，用于检测设备本体所处环境的磁场强度值作为脉冲磁场的磁场强度值。

8、根据第二方面，本申请实施例提供一种工作在脉冲磁场环境中的设备，其特征在于，包括：设备本体，电源变化模块、储能模块和处理器，电源变化模块包括磁性器件，电源变化模块可用于对设备本体供电和/或对储能模块充电，储能模块可用于对设备本体供电，其中，脉冲磁场为核聚变装置在工作状态下产生的，处理器用于执行第一方面任一项的控制方法。

9、在一种实施例中，电源变化模块包括电源开关，用于导通/断开电源变化模块与设备本体和储能模块的连接，在电源变化模块和储能模块通过切换开关与设备本体连接，处理器分别与电源开关和切换开关的控制端链接，电源开关用于在磁场强度值小于预设磁场强度值时断开，切换开关用于在磁场强度值小于预设磁场强度值时，切换至储能模块对设备本体供电。

10、在一种实施例中，设备还包括：磁场强度检测装置，与处理器连接，且靠近设备本体放置，用于检测设备本体所处环境的磁场强度值作为脉冲磁场的磁场强度值。

11、根据第三方面，本申请实施例提供一种核聚变系统，包括核聚变装置，以及第二方面任意一项的设备，核聚变装置在工作状态下产生脉冲磁场。

12、本申请至少具有如下有益效果：

13、在本申请中，工作在脉冲磁场环境中的设备，包括设备本体，电源变化模块和储能模块，电源变化模块包括磁性器件，电源变化模块可用于对设备本体供电和/或对储能模块充电，储能模块可用于对设备本体供电，针对脉冲磁场环境，当磁场强度值大于或等于预设磁场强度值时，控制电源变化模块关断，即将容易受到磁场影响的模块或器件关断，对设备的屏蔽和隔离装置的要求降低，设备所占用的空间减小，并且，在脉冲磁场环境中的设备可以靠近核聚变装置，无需搬移至磁场环境外，设备运行可靠性更高，无论采集信号或检测信号，可以使得信号的准确度更高。同时为保证设备能够与核聚变装置同步工作，控制储能模块对设备本体供电。在磁场强度值下降至预设磁场强度值以下，或未达到预设磁场强度值时，可以控制电源变化模块对储能模块充电，以使储能模块对下一次周期内脉冲磁场的磁场强度值大于或等于预设磁场强度值时，能够为设备运行提供充足的电能，以随时满足使用需求。进而保证设备在脉冲磁场中运行时，达到对磁性器件的保护的同时，能够满足设备的运行的效果。

技术特征：

1.一种工作在脉冲磁场环境中的设备的控制方法，其特征在于，所述设备包括设备本体，电源变化模块和储能模块，所述电源变化模块包括磁性器件，所述电源变化模块可用于对所述设备本体供电和/或对所述储能模块充电，所述储能模块可用于对所述设备本体供电，其中，脉冲磁场为核聚变装置在工作状态下产生的，所述控制方法包括：

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述电源变化模块包括电源开关，用于导通/断开所述电源变化模块与所述设备本体和所述储能模块的连接，所述电源变化模块和所述储能模块通过切换开关与所述设备本体连接；

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述磁场强度值小于所述预设磁场强度值时还包括：

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述磁场强度变化状态和所述磁场强度值控制所述电源变化模块的工作状态包括：

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，当所述磁场强度变化状态为强度减小状态时，控制所述电源变化模块对所述储能模块充电。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述设备还包括磁场强度检测装置，靠近所述设备本体放置，用于检测所述设备本体所处环境的磁场强度值作为所述脉冲磁场的磁场强度值。

7.一种工作在脉冲磁场环境中的设备，其特征在于，包括：设备本体，电源变化模块、储能模块和处理器，所述电源变化模块包括磁性器件，所述电源变化模块可用于对所述设备本体供电和/或对所述储能模块充电，所述储能模块可用于对所述设备本体供电，其中，脉冲磁场为核聚变装置在工作状态下产生的，所述处理器用于执行权利要求1-6任一项所述的工作在脉冲磁场环境中的设备的控制方法。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述电源变化模块包括电源开关，用于导通/断开所述电源变化模块与所述设备本体和所述储能模块的连接，在所述电源变化模块和所述储能模块通过切换开关与所述设备本体连接，所述处理器分别与所述电源开关和所述切换开关的控制端链接，所述电源开关用于在所述磁场强度值小于所述预设磁场强度值时断开，所述切换开关用于在所述磁场强度值小于所述预设磁场强度值时，切换至所述储能模块对所述设备本体供电。

9.如权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括：磁场强度检测装置，与所述处理器连接，且靠近所述设备本体放置，用于检测所述设备本体所处环境的磁场强度值作为所述脉冲磁场的磁场强度值。

10.一种核聚变系统，其特征在于，包括核聚变装置，以及权利要求7-9任意一项所述的设备，所述核聚变装置在工作状态下产生脉冲磁场。

技术总结
本申请提供了一种工作在脉冲磁场环境中的设备及其控制方法和核聚变系统，设备包括设备本体，电源变化模块和储能模块，电源变化模块包括磁性器件，电源变化模块可用于对设备本体供电和/或对储能模块充电，储能模块可用于对设备本体供电，其中，脉冲磁场为核聚变装置在工作状态下产生的，控制方法包括：获取脉冲磁场的磁场强度值；在磁场强度值大于或等于预设磁场强度值时，控制电源变化模块关断，并控制储能模块对设备本体供电；在磁场强度值小于预设磁场强度值时，控制电源变化模块对储能模块充电。

技术研发人员：周小伟,陈锐,谭熠
受保护的技术使用者：陕西星环聚能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15