极向场变流器系统是等离子体形成、欧姆加热和位置控制的重要手段,对于托卡马克装置的运行具有重要的意义。对于极向场变流器而言,结构设计至关重要。它不仅关系到电源系统的均流系数,而且,也决定了桥臂的动稳定性。因此,本论文“TOKAMAK极向场变流器的结构设计”是十分必要的。　　 对于大功率变流器而言,在故障短路情况下,变流器的动稳定性是很难保证的。这样,往往会导致柜体的崩坏事故,对人身安全构成了潜在的威胁。为此,在动稳定性设计过程中,采用了有限元法,计算了桥臂的机械应力强度。　　 其次,按照型式试验的要求,在现场安装之前,变流器必须进行三相短路实验,目的是验证桥臂的动稳定性。为了简单易行,采取了直流测试的技术路线。这种试验方法,不仅可以消除反向电流的影响,而且,还节省了脉冲变压器和二极管的投资,是理想的替代方案。　　 均流系数也是结构设计的关键。它是变流器可靠工作的重要保障。如果电流不平衡系数过大,个别半导体元件必然是长期过载的,影响可控硅元件的使用寿命。经过定性分析知,桥臂结构的不对称性是电流不平衡的主要因素。从这个角度出发,建立了桥臂均流的电路模型,完成了均流系数的定量计算。此后,提出了改善均流系数的新方法。经过改善后,无论是额定负载电流还是直流侧短路电流情况下,桥臂的电流不平衡系数都小于1.4,达到了良好的均流效果。　　 此外,极向场变流器是四象限运行的。为了实现变流器的有环流运行模式,环流电抗器是必不可少的。为此,作者研制了一台样机。电抗器设计时,采用了铝母线焊接的方案。这种加工工艺,不受负载电流的限制,尤其适合负载电流较大的应用场合,为水冷电抗器的设计提供了新的思路。