撕裂模是托卡马克中一种常见的磁流体不稳定性,它会在等离子体中形成磁岛,大大降低等离子体的约束性能。因此,撕裂模必须在托卡马克装置中得到有效控制。研究表明在托卡马克外部施加与撕裂模共振的扰动磁场可有效抑制撕裂模。J-TEXT托卡马克的扰动磁场系统由四组鞍形线圈及其供电电源组成,可以产生相应频率的环向转动的扰动磁场。在进行撕裂模控制的物理实验时,在磁岛锁模发生后,再投入转动扰动场,很难避免锁模破裂的发生。为了研究和解决这个问题,在J-TEXT托卡马克上运用了锁模破裂预警系统对撕裂模进行反馈控制,希望在锁模之前3~5ms内及时快速的投入扰动场以延缓破裂。而原有的交流电源响应时间为15~25ms,很难确保撕裂模反馈控制的实现。为了更有效地控制撕裂模并防止锁模破裂,扰动场交流电源的动态性能必须得大幅提升。本文根据物理实验要求,提出了提升扰动场交流电源动态响应性能的目标,并基于此目标,对扰动场交流电源及其控制系统进行了研究、设计与升级改造,并成功将它应用到撕裂模控制的物理实验中。首先对现有的交流电源拓扑进行了改进,添加了一路假负载支路,使之与逆变器形成并联关系。在切换到逆变器与负载线圈之前,电源先通假负载建立预设的直流母线电压,在需要投入扰动场时再切换到负载线圈,这样可节省建立直流母线电压的时间,解决了快速投入扰动场的问题。其次研究并设计升级了电源的控制系统。在升级电源的控制系统过程中,为了保证控制系统能够精确的控制电源运行,选用了实时性和稳定性都很出色的QNX操作系统。在此操作系统下的程序组织结构,选用了单进程多线程的组织结构—该结构采用模块化设计,程序可移植性强,运行速度快,实时性好。明确了各个线程所承担的功能,如处理参数、通讯、监控电源状态和数据传输等。这些线程协同合作,共同完成对电源的控制。在确定好操作系统和程序组织后,研究了电源运行的时序逻辑,并依此来设计与改进了电源控制系统。最后研究并设计了电源保护系统。本文完成了对电源的拓扑与控制系统的设计与改造后,对电源进行了仿真模拟,放电测试,并最终投入到物理实验。仿真模拟结果显示,带假负载的交流电源电流波形幅值提升较快,且无明显超调,结果与本文设计相符。在交流电源放电测试中,电源可以安全稳定的运行,且输出电流幅值提升较快,说明假负载的应用确实能够提升交流电源动态响应结果。在物理实验中也观察到了带假负载的交流电源对等离子体的控制效果,即可以快速投入转动扰动场,可以使撕裂模锁在特定频率上,转动频率提升,可以有效延缓破裂。说明假负载的应用确实能够对等离子体起到更好的控制效果,延缓破裂。上述实验结果与理论分析完全相符。