Design and construction of toroidal field coil for Taban device Translated title: Design und Konstruktion der toroidalen Feldspulen der Taban-Versuchsanlage

Abstract

The Taban device has a circular cross section chamber, which is under construction in Amirkabir University of Technology. It has been designed to work in two modes: Tokamak and simple magnetized device. The main part of the Taban device design was the Toroidal Field coils. In this paper, a refined design of the Toroidal Field coil system for the Taban device was presented. Toroidal field coil consist of 16 circular shape coils connected in series, with 30 turns each coils, its material is cooper with 6 mm ² area (16 AWG) that can carry 3 kA transient current. In tokamak mode, that makes the magnetic field of 0.7 T at the plasma center. The total stored energy is 130 kJ, and the power supply used in this system is a capacitor bank with capacity of C = 2.6 mF and V _max = 10 kV. In simple magnetized device mode, magnetic field is 0.1 T at high field side. The stored energy is 20 kj and the power supply used in this system is capacitor bank with capacity of C = 40 mF and V _max = 1 kV.

Kurzfassung

Die Versuchsanlage Taban wird derzeit an der Technischen Universität Amirkabir gebaut. Sie verfügt über eine kreisförmigen Toruskammer, die entwickelt wurde, um in den zwei Betriebsmodi Tokamak und einfaches magnetisiertes Gerät zu arbeiten. Der Hauptteil des Gerätedesigns sind toroidalen Feldspulen. In diesem Beitrag wird ein verfeinertes Design des Spulensystems vorgestellt. Die toroidalen Feldspulen bestehen aus 16 in Reihe geschalteten kreisförmigen Spulen mit je 30 Windungen, das Material besteht aus Kupfer mit einer Fläche von 6 mm ² (16 AWG). Insgesamt können 3 kA Transientenstrom aufgenommen werden. Im Tokamak-Modus entspricht dies einem Magnetfeld von 0,7 T im Plasmazentrum. Die gesamte gespeicherte Energie beträgt 130 kJ, und die in diesem System verwendete Stromversorgung hat eine Kapazität von 2,6 mF und eine maximale Spannung von 10 kV. Im einfachen Magnetmodus beträgt das Magnetfeld 0,1 T auf der Hochfeldseite. Die gespeicherte Energie beträgt 20 kJ und die in diesem System verwendete Stromversorgung hat eine Kapazität von 40 mF und eine maximale Spannung von 1 kV.