國(guó)際首臺(tái)大型非諧振全儲(chǔ)能快循環(huán)脈沖電源通過(guò)測(cè)試

2023年7月7日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)流重離子加速器增強(qiáng)器 BRing 二極鐵電源首臺(tái)暨國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大科學(xué)裝置前沿研究”非諧振快上升速率磁鐵電源測(cè)試總結(jié)會(huì)在甘肅省天水市召開(kāi)。由中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所設(shè)計(jì)、天水電氣傳動(dòng)研究所和四川英杰電氣有限公司為主生產(chǎn)的國(guó)際首臺(tái)大型非諧振全儲(chǔ)能快循環(huán)脈沖電源通過(guò)專(zhuān)家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

強(qiáng)流重離子加速器裝置是中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所主持建造的國(guó)家“十二五”大科學(xué)工程，其中增強(qiáng)器BRing是HIAF裝置最核心的組成部分，BRing要求電源輸出3 900 A的大電流、15 MVA峰值功率、高達(dá)38 000 A/s電流上升速率，以及17 V至4 800 V的極寬動(dòng)態(tài)工作范圍和小于2 00 mA 的輸出精度要求。BRing二極鐵電源特殊的脈沖工作模式會(huì)在電流脈沖波形上升段和下降段產(chǎn)生極大的能量吞吐，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊，給電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

針對(duì)強(qiáng)流重離子加速器裝置的嚴(yán)苛要求，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所加速器團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性地提出了一種非諧振變前勵(lì)全儲(chǔ)能解決方案，經(jīng)過(guò)4年半的集中攻關(guān)，解決了41個(gè)技術(shù)問(wèn)題，在4項(xiàng)核心技術(shù)難題上取得了突破，很好地解決了大功率快循環(huán)脈沖電源對(duì)電網(wǎng)周期性強(qiáng)沖擊和極寬電壓范圍下的高精度輸出指標(biāo)要求等問(wèn)題。該電源進(jìn)入批量生產(chǎn)階段后，又不斷迭代優(yōu)化工藝方案，實(shí)現(xiàn)了電源的模塊化、集成化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，大幅度提升了電源的可靠性、可維護(hù)性和電磁兼容性。2023年7月7日，該電源的批量生產(chǎn)階段首臺(tái)電源產(chǎn)品下線，并通過(guò)了專(zhuān)家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。這標(biāo)志著強(qiáng)流重離子加速器的建設(shè)又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

大功率非諧振、變前勵(lì)、全儲(chǔ)能脈沖電源研制成功，使得大型加速器的綠色低碳運(yùn)行成為可能，在重離子治癌裝置及其他應(yīng)用場(chǎng)合有著廣泛的應(yīng)用前景，也為世界大型加速器特種脈沖電源提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方案。

（來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)）