2022年下半年，SUNIST-2球形托卡马克主机安装完毕。与磁体配套的脉冲功率电源也顺利推进，为验证星环聚能聚变方案的可行性做好了准备，并为下一阶段将等离子体性能推至世界同等规模装置的先进水平打下了坚实基础。

一般来说，托卡马克使用环向（TF）、极向（PF）、中心螺线管（CS）等多个磁体来产生、加热等离子体并维持约束与平衡。不同功能的磁体对于电源的需求是不同的。但由于都需要在相当大的空间里产生足够强的磁场，各磁体电源均需具备输出10kA-100kA级电流的能力，都是非常具有挑战的脉冲功率电源。

左边：星环聚能聚变装置的电源系统图；右边：托卡马克线圈结构   

图片来源：星环聚能

为在球形托卡马克磁轴上产生1T环向磁场，环向磁体电源需要具备超过100kA的秒级电流输出能力。根据环向磁体的运行特点，星环聚能采用了模块化设计，将储能、逆变和控制电路集成为一个kA级电源模块，通过阵列堆叠，实现100kA级电流输出。该电源内置完善的状态监控系统，各项保护措施齐全，具备良好的电流调整能力，并且拥有极好的伸缩性，可基于该模块快速搭建其它各种拓扑、各种电流等级的电源。目前，该电源所有模块都已就位，稳定输出球形托卡马克放电初期所需的44kA电流。

给极向磁体供电的PF电源需要具有快速、精细的反馈调节能力。为此，星环聚能采用了多电平储能和开关拓扑。考虑到PF电源数量较多，整体设计极为紧凑，将数十个IGBT大电流开关组成的H桥和储能组件高度集成。在尽量少占用空间的同时，也极大地减少了杂散电感，提高了电源的可靠性。目前，该电源已稳定运行在额定10kA水平上。

为充分利用球形托卡马克中心螺线管的磁通容量，需要CS电源提供±20kA双向电流。团队巧妙地利用了PF电源和CS电源的相似性，大幅复用PF电源组件，设计了CS电源。目前，该电源已通过测试，稳定运行在±22kA水平上。

这些脉冲功率电源总功率超过50MW，为验证星环聚能技术方案可行性打下了坚实的基础，展示了团队突出的创造性、强大的工程能力和执行力，也生动地体现了星环聚能敢于尝试、共同承担的工作作风。

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