한국핵융합에너지연구원 인공태양(KSTAR) 관련 바이폴라 직류전원공급기를 납품 하였습니다.
1.바이폴라 직류전원공급기의 역할.
1.1. 플라즈마 전류 제어: 토카막(Tokamak) 장치에서 플라즈마 전류의 방향과 크기를 정밀하게 제어하는 것은 플라즈마의 안정성과 성능 유지에 매우 중요합니다. 바이폴라 전원 공급기는 플라즈마 전류를 양방향으로 흐르게 하여 보다 섬세한 제어를 가능하게 할 수 있습니다.
1.2. 자기장 형성 및 제어: KSTAR는 초전도 자석을 사용하여 강력한 자기장을 형성하고 플라즈마를 가둡니다. 특정 자석 시스템, 특히 플라즈마의 위치나 모양을 능동적으로 제어하는 데 사용되는 제어 코일의 경우, 바이폴라 전원 공급기를 통해 자기장의 방향과 세기를 정밀하게 조절할 수 있습니다. 이는 플라즈마 불안정성을 억제하고 원하는 플라즈마 형상을 유지하는 데 기여합니다.
1.3. 빔 가열 시스템: KSTAR의 플라즈마 가열 방식 중 하나인 중성 입자 빔 주입(Neutral Beam Injection, NBI) 시스템에서도 바이폴라 전원 공급기가 특정 구성 요소에 사용될 수 있습니다. 이 경우, 이온원의 플라즈마 발생이나 빔 가속과 관련된 전압 및 전류 제어에 활용될 수 있습니다.
2. 미국 KEPCO사의 BOP 리니어 직류전원공급기의 장점
2.1 낮은 노이즈 및 리플: 리니어 방식은 스위칭 노이즈가 거의 발생하지 않아 매우 깨끗하고 안정적인 직류 전원을 공급할 수 있습니다. 이는 정밀한 실험이나 민감한 장비에 전원을 공급하는 데 매우 중요한 장점입니다. KSTAR와 같이 고정밀도의 플라즈마 진단 장치 등에 활용될 경우 측정 정확도를 높이는 데 기여할 수 있습니다.
2.2 높은 정확도 및 안정성: 리니어 전원 공급기는 출력 전압 및 전류를 매우 정확하게 제어하고 안정적으로 유지할 수 있습니다. 이는 핵융합 실험의 재현성을 확보하고 장치의 신뢰성을 높이는 데 중요한 요소입니다.
2.3 빠른 응답 속도: 리니어 방식은 일반적으로 빠른 부하 응답 특성을 가지고 있어 부하 변동에 빠르게 대처하고 안정적인 출력을 유지할 수 있습니다. 이는 플라즈마의 급격한 변화에 대응해야 하는 특정 제어 시스템에 유리할 수 있습니다.
2.4 낮은 EMI (Electromagnetic Interference): 스위칭 방식에 비해 전자파 간섭이 적어 주변 장비에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다. 이는 KSTAR의 다양한 정밀 측정 장비의 오작동을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
3. 요약
바이폴라 직류전원공급기는 플라즈마 전류 및 자기장 제어, 빔 가열 시스템 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 수행하며, 양방향 전류 제어, 빠른 응답 속도, 정밀한 제어 등의 장점을 제공합니다. 미국의 KEPCO BOP 리니어 직류전원공급기는 낮은 노이즈, 높은 정확도 및 안정성, 빠른 응답 속도, 낮은 EMI 등의 장점을 바탕으로 KSTAR의 정밀한 실험 환경 구축에 기여할 수 있습니다.
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