Diseño de un regulador de corriente eléctrica para las bobinas modulares del Stellarator SCR-1

• Autores: Jaime Mora, José Asenjo Castillo, Iván Vargas Blanco
• Localización: Tecnología en Marcha, ISSN 0379-3982, ISSN-e 2215-3241, Vol. 30, Nº. Extra 5, 2017 (Ejemplar dedicado a: Movilidad Estudiantil 4), págs. 21-29
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Design of switched power supply for the SCR-1 Stellerator
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• Resumen
  • español

    El stellarator de Costa Rica 1, llamado SCR-1, es un dispositivo de confinamiento magnético de plasmas de alta temperatura, diseñado, construido y en fase de implementación en el Instituto Tecnológico de Costa Rica. Durante su operación el plasma será confinado por el campo magnético (~43,8 mT) de 12 bobinas modulares, con seis vueltas de cable de cobre AWG#4 por bobina, y alimentadas por un banco industrial de baterías (150 A-h, 120 V), que debe suministrar en forma constante 767,8 A por un periodo de 4 s a 10 s. El cambio de la resistencia eléctrica por el calentamiento óhmico en el cable conductor de las bobinas planteó la necesidad de diseñar, construir e implementar un regulador de corriente eléctrica que suministrara en forma constante 767,8 A por el periodo de tiempo indicado. Este artículo presenta el diseño de un circuito de potencia eficiente y de bajo costo, para regular la corriente eléctrica en las bobinas modulares del SCR-1, así como el diseño de un control digital PID con algoritmo de velocidad, que permite disminuir la magnitud de los armónicos para no generar errores en el campo magnético del stellarator.

  • English

    The stellarator of Costa Rica 1 (SCR-1) is a magnetic confinement device for high temperature plasma, designed, built and in implementation in the Costa Rica Institute of Technology. During operation, the plasma will be confined by the magnetic field (~43,8 mT) of 12 coils with six loops of copper wire AWG #4, and fed by a battery bank (150 Ah, 120 V) that should provide a constant current of 767,8 A for a period of 4 s to 10 s. The change of electric resistance made by the ohmic heating in the wire required to design, build and implement a current regulator that would supply a constant current of 767,8 A during the indicated period. This article presents the design of an electric circuit, powerful and low-cost, to regulate the electric current in the modular coils of the SCR-1. Additionally, it describes the design of the digital control of the electric circuit PID, with a velocity algorithm that decreases the magnitude of the harmonics to avoid issues within the magnetic field of the stellarator.