國際首臺大型非諧振全儲能快循環脈沖電源通過測試

2023年7月7日，國家重大科技基礎設施強流重離子加速器增強器 BRing 二極鐵電源首臺暨國家重點研發計劃“大科學裝置前沿研究”非諧振快上升速率磁鐵電源測試總結會在甘肅省天水市召開。由中國科學院近代物理研究所設計、天水電氣傳動研究所和四川英杰電氣有限公司為主生產的國際首臺大型非諧振全儲能快循環脈沖電源通過專家組現場測試。

強流重離子加速器裝置是中國科學院近代物理研究所主持建造的國家“十二五”大科學工程，其中增強器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38 000 A/s電流上升速率，以及17 V至4 800 V的極寬動態工作范圍和小于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在電流脈沖波形上升段和下降段產生極大的能量吞吐，對電網產生巨大的沖擊，給電源系統設計提出了前所未有的挑戰。

針對強流重離子加速器裝置的嚴苛要求，中國科學院近代物理研究所加速器團隊，創新性地提出了一種非諧振變前勵全儲能解決方案，經過4年半的集中攻關，解決了41個技術問題，在4項核心技術難題上取得了突破，很好地解決了大功率快循環脈沖電源對電網周期性強沖擊和極寬電壓范圍下的高精度輸出指標要求等問題。該電源進入批量生產階段后，又不斷迭代優化工藝方案，實現了電源的模塊化、集成化和標準化設計，大幅度提升了電源的可靠性、可維護性和電磁兼容性。2023年7月7日，該電源的批量生產階段首臺電源產品下線，并通過了專家組現場測試。這標志著強流重離子加速器的建設又邁出了堅實的一步。

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

（來源：中國科學報）