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ENEA - divisione Fusione

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Alimentazioni Elettriche in ALTA TENSIONE

L’ ENEA, partendo dalle attività svolte negli anni 60 come CNEN, dispone di una vasta esperienza nel settore delle alimentazioni elettriche in Alta Tensione (HV).
Nel campo della Fusione queste competenze sono in particolare utilizzate per l’alimentazione di sorgenti a radiofrenza RF (Gyrotron, Klystron), con frequenza 300 MHz - 130000 MHz potenze dell’ordine dei Megawatt e tempi di risposta dell’ordine di poche decine di microsecondi. La potenza RF viene utilizzata per il riscaldamento ed il “current drive” del plasma termonucleare. La tecnologia degli alimentatori e dei modulatori di tensione necessari per detti generatori si è basata, fino a pochi anni fa, esclusivamente su tubi da vuoto (HV triodi e tetrodi) (Figg.1-2).

Alimentazione stabilizzata HV per il CNR di MilanoFig.1 - Alimentazione
stabilizzata HV per il CNR
di Milano
Modulatore di Tensione HV del gyrotron per il sistema ECRH di FTUFig. 2 - Modulatore di Tensione HV
del gyrotron per il sistema
ECRH di FTU

Modulatore di Tensione HV a stato solido per il gyrotron a collettore depresso per ITERFig. 3 - Modulatore di Tensione HV
a stato solido per il gyrotron a
collettore depresso per ITER

La Sez. FUS-ING svolge attività di sviluppo e progettazione, in collaborazione con un’azienda nazionale (OCEM SpA), di un modulatore di tensione prototipo HV in cui i tubi da vuoto saranno completamente sostituiti da componenti allo stato solido (IGBT, Mosfet; Fig.3). L’attività è inserita nel Progetto internazionale ITER godendo del relativo contributo economico del Programma Europeo di Ricerca sulla Fusione. I test di caratterizzazione e collaudo del protipo sono previsti a partire dal mese di Aprile 2005 e verranno, per la parte di prove in potenza, effettuati presso la UTS FUSIONE del CR. ENEA di Frascati (RM).

La Tab.1 riassume le caratteristiche essenziali dei principali sistemi realizzati da ENEA nel settore.

Principali Realizzazioni nel Campo
delle Tensioni HV Stabilizzate
Tab. 1>
 
Alimentazione Stabilizzata
per il CNR di Milano
Max. Tensione di Uscita 100 kV
Max. Corrente di Uscita 50 A
Precisione della Tensione 1%
Max Frequenza di Modulazione della Tensione 10 kHz
 
Alimentazione Stabilizzata dei
Gyrotron per l’Impianto LH di FTU
Max. Tensione Anodo-Catodo 140 kV
Max. Corrente di Uscita 25 A
Max. Tensione di Modulazione 30 KVpeak-peak
Precisione della Tensione 0.5%
Max Frequenza di Modulazione della Tensione 10 kHz
 
High-Voltage PS modulator for FTU electron
cyclotron resonance heating (ECRH) gyrotron
Max. Tensione Anodo-Catodo 80 kV
Max. Corrente di Uscita 50 A
Max. Modulazione della Tensione 30 KVpeak-peak
Precisione della Tensione 0.5%
Max Frequenza di Modulazione della Tensione 10 kHz
 
High-Voltage static body modulator
for ITER CPD gyrotron
Max. Tensione Body-Catodo 100 kV
Max. Tensione Body-Colletore 45 kV
Max. Modulazione della Tensione 30 KVpeak-peak
Max. Frequenza di Modulazione della Tensione 10 kHz
Precisione della Tensione 0.5%