托卡马克装置预电离过程中，环向磁场应与电子回旋波频率相匹配，NCST装置现有的电子回旋波频率较低，为了让环向场与已有的电子回旋波频率匹配，提出新的环向场线圈电流产生方案，在原方案的磁场线圈平顶电流产生之前增加一个低电流台阶。回顾NCST球形托卡马克装置环向场线圈电源的原有方案后，设计了全控型和半控型两种方案，从电压电流的高次谐波、电流的可控性和纹波、改动成本和安装便捷性四方面对比两个方案的优缺点，最终选定半控型改造方案。根据现场条件制作电源改造柜，尽量减少对原有电源柜的改动。实际测试结果显示，两个电流台阶衔接正常，低电流台阶宽度可调、幅值可调，满足改造要求。

为实现胃肠道胶囊机器人多维无线能量传输，减小接收线圈的绕制维度、体积与产热，设计了一种双维正交矩形螺线管对发射线圈结构。可通过控制不同组发射线圈的电流来改变合成磁场方向，同时该结构发射线圈内部可嵌入磁芯，其线圈间距也可根据检测者体型灵活调整，减小功率损耗。建立了所构建无线能量传输系统的理论模型，通过有限元仿真验证磁芯对系统性能的提高，最后通过搭建实验平台进行测试，优化了单维接收线圈的参数，同时实验验证了该系统在不同发射线圈间距下的可行性。实验结果表明，在线径为0.05 mm的条件下，所构建系统接收线圈的最佳绕制股数为12，优化后的匝数为120。当发射电压为15 V，发射线圈间距为300 mm的条件下得到的中心最小接收功率为1 578 mW，能量传输效率为3.85%。该系统在300~500 mm发射线圈间距下均可满足胶囊机器人的功率需求。

为了满足复杂多变的电磁环境对正弦电流精度和变频调幅稳定输出的要求，提出了LC串联谐振理论与高频PWM调制技术相结合的设计思想。研制了一种多频点(10～3800 Hz)、电流高达8000 A的正弦波电源。FTD电源采用直流开关电源技术、SPWM调制技术和LC串联谐振理论。输出电流工作点包括10 Hz@8000 A、20 Hz@6000 A、30～110 Hz@5000 A和1.3～3.8 kHz@2400 A。采用电流反馈和频率反馈控制策略，输出电流精度可达5%。测试结果表明，FTD电源能够满足系统要求，实现了对偏滤器偏转磁场的强度和频率的调节，为偏滤器靶板的粒子热沉积效果的对比实验提供了支持。

CFQS 装置是中国西南交通大学（SWJTU）和日本国家核融合科学研究所（NIFS）联合设计制造的中国首台准环对称仿星器，为满足装置0.1 T稳态运行的实验要求，需要为其磁体线圈设计相应的电源系统。本设计方案考虑工程实际估算线路阻抗，考虑工程裕度、电源以负载参数的1.2倍进行计算，并建立电源系统的Simulink仿真模型，分析负载电流纹波大小及网侧谐波含量。根据仿真结果优化设计方案，通过在直流侧增加无源滤波器，减小输出电流纹波，分析直流侧电压代数形式，计算滤波器参数，并仿真调节得到更加符合实际需求的滤波器参数，满足装置准环对称位形的分布磁场精度对磁体线圈电流纹波的要求。

介绍T量级水冷式螺线管线圈的结构设计及仿真研究工作。采用多层水冷结构设计，对不同温升导致的变形量进行计算并校核，最后利用POISSON程序对线圈磁场进行仿真计算。计算表明：最大温升60 ℃时，整个结构变形量小于0.07 mm，即探头相对位置变化量可小于0.1 mm；96.6 A电流加载时，中心区最大磁感应强度为1.5 T；0.01%精度轴向磁场宽度为40 mm，0.1%精度轴向磁场宽度为140 mm。从仿真结果来看，设计的水冷式螺线管线圈可满足磁场探头校准测量要求。

空间环境地面模拟装置是哈尔滨工业大学承建的国家重大科技基础设施项目，其包含的空间等离子体环境模拟与研究系统是用于提供磁重联过程等基本物理过程的时空演化规律研究的平台。在研究地球磁尾三维磁重联时，使用处于真空环境内的偶极磁场线圈和两个磁镜场线圈来提供研究所需的模拟背景磁场，其中偶极场线圈为一个总电感为17.4 mH、总电阻为30.25 mΩ的单个线圈，而磁镜场线圈为两个线圈镜像对称设置并串联连接，总电感30.16 mH，总电阻58.81 mΩ。为了产生实验所需背景磁场的幅值和持续时间，研制并测试了两套总能量3.36 MJ的脉冲电源，在进行地球磁尾三维磁重联实验时两套电源需要同时工作。用于驱动偶极场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过9 kA的峰值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms；用于驱动磁镜场线圈的脉冲电源按照实验需求可以在充电压不大于20 kV的情况下，能够提供超过8 kA峰的值电流，95%峰值电流的持续时间超过了5 ms，由峰值时刻降低到10%峰值时刻的时间不超过130 ms。