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大功率高稳定加速器励磁用开关电源

成果类型:: 发明专利,新技术

发布时间: 2021-10-30 17:27:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:陕西省西咸新区| 用户141013 | 2022-11-14 20:01:39

离子加速器中的电磁铁是其核心部件之一,其电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦,除小功率的电源为开关电源外,目前通常为晶闸管可控整流器,采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波,存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。近年来随着全控型电力电子器件的发展,开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大,其输出功率不断提高。因而将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。本项目可应用于高能物理研究中的质子同步加速器、重离子加速器等装置的磁铁励磁用稳流电源,同时也可广泛应用于对电源输出精度、稳定度要求严格的精密仪器、标准电源等其它领域。因此该项目具有十分广阔的应用前景。

离子加速器中的加速器装置要求其产生的磁场恒定或按要求的规律进行变化。按不同要求其电源可分为稳定电源(用于产生稳定磁场)和脉冲电源(磁场按所要求规律变化),这两类电源分别对输出电流稳定度、电流纹波和跟踪精度等指标提出很高的要求,例如稳定电源的输出电流稳定度一般要求在10-4数量级。这类电源的输出功率从几千瓦到几百千瓦,除小功率的电源外,目前为通常为晶闸管可控整流器,采用无源滤波器或工作于线性调整状态的有源滤波装置降低其输出电流纹波。采用上述方式使得目前加速器电源存在体积大、功率因数及效率低等诸多不足。近年来随着全控型电力电子器件的发展,开关电源由于其体积小、重量轻、效率高等优点应用日益扩大,其输出功率不断提高。因而将开关电源技术应用于加速器电源是技术发展的必然趋势。

本项目所研制高稳定电源达以下指标:

额定输出:120V,300A

长期电流稳定度:额定输出时3×10-5/8小时

功率因数:≥0.91

效 率:≥91%

输出电流纹波Ir/Io:≤3×10-5

本项目所研制的大功率高稳定加速器励磁用开关电源属稳流型电源,同国内外同类系统相比较,本项目解决了一系列如大功率变换电路、高频变压器结构、高稳定性控制方式等关键技术,使系统的技术性能得到了显著提高。查新证实,该装置的整体技术水平已经达到国际先进水平。

主要研究方向:

开关电源技术、分布式发电系统等。

主要研究成果:

获国家发明专利2项,陕西省科技成果三等奖一项,出版专著一本,发表期刊论文30余篇。承担国家自然科学基金项目"用于分散式发电系统并联组网的变流器及其控制技术研究"以及与企业合作项目多项。

1、采用零电压-零电流全桥软开关的技术,降低开关元件损耗,大大降低开关噪音;

2、提出电流、电压双闭环控制及前馈控制方案,提高了系统的输出稳定性和抗干扰性;

3、提出大功率变换电路、高频变压结构,保证系统可靠性。

为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:

一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;

二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;

三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;

四是进入新的市场,以扩大市场规模;

五是培育新的能力,以取得新的优势;

六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。

为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:

一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;

二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;

三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;

四是进入新的市场,以扩大市场规模;

五是培育新的能力,以取得新的优势;

六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。