国际首台大型非谐振全储能快循环脉冲电源通过测试

2023年7月7日，國家重大科技基础设施强流重离子加速器增强器 BRing 二极铁电源首台暨国家重点研发计划“大科学装置前沿研究”非谐振快上升速率磁铁电源测试总结会在甘肃省天水市召开。由中国科学院近代物理研究所设计、天水电气传动研究所和四川英杰电气有限公司为主生产的国际首台大型非谐振全储能快循环脉冲电源通过专家组现场测试。

强流重离子加速器装置是中国科学院近代物理研究所主持建造的国家“十二五”大科学工程，其中增强器BRing是HIAF装置最核心的组成部分，BRing要求电源输出3 900 A的大电流、15 MVA峰值功率、高达38 000 A/s电流上升速率，以及17 V至4 800 V的极宽动态工作范围和小于2 00 mA 的输出精度要求。BRing二极铁电源特殊的脉冲工作模式会在电流脉冲波形上升段和下降段产生极大的能量吞吐，对电网产生巨大的冲击，给电源系统设计提出了前所未有的挑战。

针对强流重离子加速器装置的严苛要求，中国科学院近代物理研究所加速器团队，创新性地提出了一种非谐振变前励全储能解决方案，经过4年半的集中攻关，解决了41个技术问题，在4项核心技术难题上取得了突破，很好地解决了大功率快循环脉冲电源对电网周期性强冲击和极宽电压范围下的高精度输出指标要求等问题。该电源进入批量生产阶段后，又不断迭代优化工艺方案，实现了电源的模块化、集成化和标准化设计，大幅度提升了电源的可靠性、可维护性和电磁兼容性。2023年7月7日，该电源的批量生产阶段首台电源产品下线，并通过了专家组现场测试。这标志着强流重离子加速器的建设又迈出了坚实的一步。

大功率非谐振、变前励、全储能脉冲电源研制成功，使得大型加速器的绿色低碳运行成为可能，在重离子治癌装置及其他应用场合有着广泛的应用前景，也为世界大型加速器特种脉冲电源提供了一种新的实现方案。

（来源：中国科学报）