理想的托卡马克磁场位形是由环向和极向磁场组成的二维结构,由于托卡马克磁场线圈形状的变形和安装位置的偏差等原因会产生径向磁场形成三维结构,这种径向磁场通常被称为误差场。误差场的存在将阻碍撕裂模(磁岛)的转动,容易导致等离子体撕裂模转动停止形成锁模,降低等离子体约束性能甚至诱发大破裂,对托卡马克装置的危害极大。如果能在撕裂模锁模期间,通过外加手段驱动磁岛重新旋转,实现撕裂模锁模解锁,将会避免锁模破裂或者延缓破裂,这对托卡马克装置甚至未来聚变堆都有很重要的意义。外加的共振扰动场会对磁岛产生一个周期性的电磁力矩,该力矩的作用趋向于减缓磁岛与扰动场的相对运动,让磁岛锁在外加扰动场上。当撕裂模被误差场锁模后,及时施加合适相位的外部转动扰动场,磁岛可能跟随转动扰动场重新旋转,实现撕裂模锁模解锁,进而阻止或延缓等离子体锁模破裂的发生。本文以J-TEXT托卡马克装置为实验平台,对其误差场的来源进行了分析和补偿,开展了转动扰动场锁模解锁的实验研究。论文在实验上利用扰动场相位扫描锁模阈值和穿透阈值等方法获得了J-TEXT装置误差场的大小和相位。在J-TEXT装置典型放电条件下(Ip=160kA, Bt=1.6T),误差场的大小和相位分别为0.84Gs和256.1°。利用解析计算和Ansys仿真等方法,对J-TEXT装置误差场的来源进行了分析,结果表明纵场线圈的安装偏差和引线接头可能是J-TEXT装置上误差场的主要来源。根据所测得误差场的大小和相位,利用外加扰动场对装置误差场进行了补偿的实验研究,获得了很好的补偿效果。论文还利用转动扰动场开展了锁模解锁的实验,研究了磁岛解锁对转动扰动场频率、幅度以及磁岛宽度等参数的依赖关系。锁模解锁的过程包括振荡和解锁两个阶段。当转动扰动场的幅度较小不足以驱动磁岛转动时,磁岛将在被锁住的相位附近振荡；当外加扰动场的强度足够强时,磁岛能够完成一个完整的2π周期振荡,将实现锁模解锁。论文还从数值模拟的角度给出了与实验一致的结果。另外,为了提高转动扰动场的强度,本文探索了一种通过在真空室壁和动态扰动场线圈之间加入高磁导率的软磁性材料来减小真空室壁中感生的涡流的方法,从而达到增强动态扰动场线圈磁场的效果。