JPH04359191A - 核融合装置用電源装置 - Google Patents
核融合装置用電源装置Info
- Publication number
- JPH04359191A JPH04359191A JP3133133A JP13313391A JPH04359191A JP H04359191 A JPH04359191 A JP H04359191A JP 3133133 A JP3133133 A JP 3133133A JP 13313391 A JP13313391 A JP 13313391A JP H04359191 A JPH04359191 A JP H04359191A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plasma current
- power
- nuclear fusion
- power supply
- supply device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核融合装置用電源装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】核融合装置のポロイダル磁場コイルに電
流を供給する電源装置は、プラズマ電流の励起の為に大
きな電力が必要である。このため、電源装置としては、
例えば電気学会技術報告（ＩＩ部）第２９ ２号第２章
に示される如くサイリスタ変換器等の交直変換装置と、
これに電力を供給するエネルギー蓄接効果の大きな電動
発電機から構成される事が一般的である。一方、装置が
大型化し、プラズマの運転時間が長くなるに従って、損
失の観点から、ポロイダル磁場コイルには、超電導コイ
ルが使用されるようになって来ている。
流を供給する電源装置は、プラズマ電流の励起の為に大
きな電力が必要である。このため、電源装置としては、
例えば電気学会技術報告（ＩＩ部）第２９ ２号第２章
に示される如くサイリスタ変換器等の交直変換装置と、
これに電力を供給するエネルギー蓄接効果の大きな電動
発電機から構成される事が一般的である。一方、装置が
大型化し、プラズマの運転時間が長くなるに従って、損
失の観点から、ポロイダル磁場コイルには、超電導コイ
ルが使用されるようになって来ている。
【０００３】従来、この種の電源装置としては、図３に
示す構成となっていた。図において、１１から１ｎは電
源装置の負荷となる核融合装置のポロイダル磁場コイル
であり、２１〜２ｎはポロイダル磁場コイル１１〜１ｎ
に電流を流すための変換装置である。３は変換装置２１
〜２ｎに必要な交流電力を供給するための電動発電機で
ある。また、この電源装置の運転パターンは図４の如く
なっている。図において、Ｔ０ はポロイダル磁場コイ
ルを励磁する為の初期励磁期間、Ｔ１ はポロイダル磁
場コイル電流を急速に変化させてプラズマ電流を発生励
起させるプラズマ電流励起期間、Ｔ２ はこれを維持す
るプラズマ電源維持期間、Ｔ３ はプラズマ電流を減衰
させて行く、プラズマ電流停止期間である。コイル励磁
期間Ｔ０ やプラズマ電流励起期間Ｔ１ は数秒〜数１
０秒の短時間であるが装置が大型化し、プラズマの運転
時間が長くなるにつれてプラズマ電流維持期間Ｔ２ は
１００秒〜１０００秒と長くなって来る。
示す構成となっていた。図において、１１から１ｎは電
源装置の負荷となる核融合装置のポロイダル磁場コイル
であり、２１〜２ｎはポロイダル磁場コイル１１〜１ｎ
に電流を流すための変換装置である。３は変換装置２１
〜２ｎに必要な交流電力を供給するための電動発電機で
ある。また、この電源装置の運転パターンは図４の如く
なっている。図において、Ｔ０ はポロイダル磁場コイ
ルを励磁する為の初期励磁期間、Ｔ１ はポロイダル磁
場コイル電流を急速に変化させてプラズマ電流を発生励
起させるプラズマ電流励起期間、Ｔ２ はこれを維持す
るプラズマ電源維持期間、Ｔ３ はプラズマ電流を減衰
させて行く、プラズマ電流停止期間である。コイル励磁
期間Ｔ０ やプラズマ電流励起期間Ｔ１ は数秒〜数１
０秒の短時間であるが装置が大型化し、プラズマの運転
時間が長くなるにつれてプラズマ電流維持期間Ｔ２ は
１００秒〜１０００秒と長くなって来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、図２における
変換装置２１〜２ｎは、プラズマ電流励起期間Ｔ１ で
決まる大容量でかつ、連続定格のものが必要であり、電
動発電機３においても大容量連続定格のものが必要であ
る。このため、電源装置は、全体として非常に大型なも
のとなり、経済性の上からも問題となる。本発明は、上
述の問題に鑑みなされたもので、小型で経済的な核融合
電源装置を提供する事を目的とするものである。 ［発明の構成］
変換装置２１〜２ｎは、プラズマ電流励起期間Ｔ１ で
決まる大容量でかつ、連続定格のものが必要であり、電
動発電機３においても大容量連続定格のものが必要であ
る。このため、電源装置は、全体として非常に大型なも
のとなり、経済性の上からも問題となる。本発明は、上
述の問題に鑑みなされたもので、小型で経済的な核融合
電源装置を提供する事を目的とするものである。 ［発明の構成］
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
本発明による電源装置は、変換装置をプラズマ電流励起
期間に必要な電力で定格の決まるものと、プラズマ電流
維持期間に必要な電力で定格の決まるものの直列接続で
構成し、前者の変換装置に電力を供給する電動発電機を
設け、後者の変換装置は電力系統より受電するように構
成する。
本発明による電源装置は、変換装置をプラズマ電流励起
期間に必要な電力で定格の決まるものと、プラズマ電流
維持期間に必要な電力で定格の決まるものの直列接続で
構成し、前者の変換装置に電力を供給する電動発電機を
設け、後者の変換装置は電力系統より受電するように構
成する。
【０００６】
【作用】上述の如く構成する事により、ほぼ連続運転と
なるプラズマ電流維持期間においては、前者の変換装置
をバイパスペア運転にするとともにこれに電力を供給す
る電動発電機は無負荷とする事が出来るので、プラズマ
電流励起期間に必要な大電力を定格とする前者の変換装
置及び電動発電機は、短時間定格のものとして製作する
事が出来、小型で経済的なものに出来る。また、プラズ
マ電流維持期間に必要な電力は、比較的小さいので、連
続定格の変換装置は、小容量のもので良く、系統電力か
ら受電する事が可能である。
なるプラズマ電流維持期間においては、前者の変換装置
をバイパスペア運転にするとともにこれに電力を供給す
る電動発電機は無負荷とする事が出来るので、プラズマ
電流励起期間に必要な大電力を定格とする前者の変換装
置及び電動発電機は、短時間定格のものとして製作する
事が出来、小型で経済的なものに出来る。また、プラズ
マ電流維持期間に必要な電力は、比較的小さいので、連
続定格の変換装置は、小容量のもので良く、系統電力か
ら受電する事が可能である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図において、１１〜１ｎは、図２と同様のポロイダ
ル磁場コイルである。４１〜４ｎは、プラズマ電流励起
期間に必要な電力で定格を決めた変換装置であり、５１
〜５ｎはプラズマ電流維持期間に必要な電力で定格を決
めた変換装置である。
る。図において、１１〜１ｎは、図２と同様のポロイダ
ル磁場コイルである。４１〜４ｎは、プラズマ電流励起
期間に必要な電力で定格を決めた変換装置であり、５１
〜５ｎはプラズマ電流維持期間に必要な電力で定格を決
めた変換装置である。
【０００８】前者の変換装置４１〜４ｎは、従来と同様
に電力発電機３より電力を供給される。一方、後者の変
換装置５１〜５ｎは、系統受電用変圧器６より電力を供
給される。次に、上記構成の一実施例の作用について、
以下に説明する。
に電力発電機３より電力を供給される。一方、後者の変
換装置５１〜５ｎは、系統受電用変圧器６より電力を供
給される。次に、上記構成の一実施例の作用について、
以下に説明する。
【０００９】運転開始前に電動発電機３を励磁し、コイ
ル励磁期間及びプラズマ電流励起期間においては変換装
置４１〜４ｎと５１〜５ｎを運転し、ポロイダル磁場コ
イル１１〜１１ｎに所定の電流を通電する。プラズマ電
流維持期間になったところで、変換装置４１〜４ｎをバ
イパスペアとし電動発電機３の負荷電流を零とする。そ
の後、プラズマ電流維持期間及びプラズマ電流停止期間
は、変換装置５１〜５ｎのみを系統電力で運転する。
ル励磁期間及びプラズマ電流励起期間においては変換装
置４１〜４ｎと５１〜５ｎを運転し、ポロイダル磁場コ
イル１１〜１１ｎに所定の電流を通電する。プラズマ電
流維持期間になったところで、変換装置４１〜４ｎをバ
イパスペアとし電動発電機３の負荷電流を零とする。そ
の後、プラズマ電流維持期間及びプラズマ電流停止期間
は、変換装置５１〜５ｎのみを系統電力で運転する。
【００１０】上述の如く、本実施例においては、プラズ
マ電流励起期間に必要な大電力を定格とする変換装置４
１〜４ｎは数秒〜数１０秒の短時間定格のものとして製
作出来るので、容量に比べて小型なものとする事が出来
る。また電動発電機３もプラズマ電流維持期間以降無負
荷と出来るので、容量に比べ小型なものとする事が出来
る。また、プラズマ電流維持期間に必要な電力は小さい
ので、変換装置５１〜５ｎは、連続定格であっても小容
量のもので良い。また、系統からの受電容量も小さくて
済むので、系統受電が十分可能である。従って、電源装
置全体としては、小型で経済的なものとなる。
マ電流励起期間に必要な大電力を定格とする変換装置４
１〜４ｎは数秒〜数１０秒の短時間定格のものとして製
作出来るので、容量に比べて小型なものとする事が出来
る。また電動発電機３もプラズマ電流維持期間以降無負
荷と出来るので、容量に比べ小型なものとする事が出来
る。また、プラズマ電流維持期間に必要な電力は小さい
ので、変換装置５１〜５ｎは、連続定格であっても小容
量のもので良い。また、系統からの受電容量も小さくて
済むので、系統受電が十分可能である。従って、電源装
置全体としては、小型で経済的なものとなる。
【００１１】上述の構成では、プラズマ電流維持期間及
びプラズマ電流停止期間に、負荷であるポロイダル磁場
コイルで何らかの異常が発生した場合に、変換装置４１
〜４ｎをインバータ運転とする事が出来、ポロイダル磁
場コイルのエネルギーを回生して、コイルを保護する事
も可能となる。
びプラズマ電流停止期間に、負荷であるポロイダル磁場
コイルで何らかの異常が発生した場合に、変換装置４１
〜４ｎをインバータ運転とする事が出来、ポロイダル磁
場コイルのエネルギーを回生して、コイルを保護する事
も可能となる。
【００１２】本発明の他の実施例を図２に示す。図２に
おいて７１〜７ｎは、プラズマ電流励起期間に必要な電
力で定格を決めた変換装置４１〜４ｎにそれぞれ並列に
設けられたバイパススイッチである。他の構成要素は図
１のものとそれぞれ同一である。この実施例の作用を以
下に説明する。
おいて７１〜７ｎは、プラズマ電流励起期間に必要な電
力で定格を決めた変換装置４１〜４ｎにそれぞれ並列に
設けられたバイパススイッチである。他の構成要素は図
１のものとそれぞれ同一である。この実施例の作用を以
下に説明する。
【００１３】運転開始前は、バイパススイッチ７１〜７
ｎは切としておく。コイル励磁期間Ｔ０ 及びプラズマ
電流励起期間Ｔ１ においては、先に説明した第一の実
施例と同様の運転を行う。プラズマ電流維持期間Ｔ２
になったところで、バイパススイッチ７１〜７ｎを投入
し、変換装置４１〜４ｎに流れている電流をバイパスス
イッチ７１〜７ｎに転流した後、変換装置４１〜４ｎを
停止する。その後先に説明した第一の実施例と同様に運
転する。
ｎは切としておく。コイル励磁期間Ｔ０ 及びプラズマ
電流励起期間Ｔ１ においては、先に説明した第一の実
施例と同様の運転を行う。プラズマ電流維持期間Ｔ２
になったところで、バイパススイッチ７１〜７ｎを投入
し、変換装置４１〜４ｎに流れている電流をバイパスス
イッチ７１〜７ｎに転流した後、変換装置４１〜４ｎを
停止する。その後先に説明した第一の実施例と同様に運
転する。
【００１４】以上説明した如く、図２に示す実施例では
、プラズマ電流維持期間以降、プラズマ電流励起期間に
必要な大電力を定格とする変換装置４１〜４ｎを電流的
にもバイパスする事が出来るので、変換装置４１〜４ｎ
を更に小型化する事が出来る。
、プラズマ電流維持期間以降、プラズマ電流励起期間に
必要な大電力を定格とする変換装置４１〜４ｎを電流的
にもバイパスする事が出来るので、変換装置４１〜４ｎ
を更に小型化する事が出来る。
【００１５】上述の説明では、バイパススイッチ７１〜
７ｎは、投入責務のみを有するものとしていたが、しゃ
断能力も有するスイッチとする事も可能である。この様
にする事により、プラズマ電流維持期間Ｔ２ 以降でポ
ロイダル磁場コイルが何らかの異常を発生した場合、バ
イパススイッチ７１〜７ｎを切としコイル電流を変換装
置４１〜４ｎに転流させ、その後変換装置４１〜４ｎを
インバータ運転する事で、ポロイダル磁場コイルのエネ
ルギーを回生し、コイルを保護する事も可能となる。
７ｎは、投入責務のみを有するものとしていたが、しゃ
断能力も有するスイッチとする事も可能である。この様
にする事により、プラズマ電流維持期間Ｔ２ 以降でポ
ロイダル磁場コイルが何らかの異常を発生した場合、バ
イパススイッチ７１〜７ｎを切としコイル電流を変換装
置４１〜４ｎに転流させ、その後変換装置４１〜４ｎを
インバータ運転する事で、ポロイダル磁場コイルのエネ
ルギーを回生し、コイルを保護する事も可能となる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、大
容量、長時間運転を行う大型の核融合装置に対して、小
型で経済的な電源装置を提供する事が出来る。
容量、長時間運転を行う大型の核融合装置に対して、小
型で経済的な電源装置を提供する事が出来る。
【図１】本発明による核融合装置用電源装置の一実施例
を示す構成図
を示す構成図
【図２】本発明による核融合装置用電源装置の他の実施
例を示す構成図
例を示す構成図
【図３】従来の核融合装置用電源装置の構成図
【図４】
核融合装置用電源装置の運転パターン図
核融合装置用電源装置の運転パターン図
１１〜１ｎ…ポロイダル磁場コイル
２１〜２ｎ、４１〜４ｎ、５１〜５ｎ…変換装置３…電
動発電機 ６…系統受電用変圧器 ７１〜７ｎ…バイパススイッチ
動発電機 ６…系統受電用変圧器 ７１〜７ｎ…バイパススイッチ
Claims (4)
- 【請求項１】 核融合装置のポロイダル磁場コイルに
電流を供給する電源装置において、変換装置をプラズマ
電流即励起期間に必要な電力で定格の決まるものとプラ
ズマ電流維持期間に必要な電力で定格の決まるものの直
列接続で構成し、前者の変換装置は電動発電機より受電
し、後者の変換装置は電力系統より受電するようにした
事を特徴とする核融合装置用電源装置。 - 【請求項２】 ポロイダル磁場コイルにおける異常発
生時には、プラズマ電流励起期間に必要な電力で定格の
決まる変装置をインバータ運転する事を特徴とする請求
項（１）記載の核融合装置用電源装置。 - 【請求項３】 プラズマ電流励起期間に必要な電力で
定格の決まる変換装置と並列に、少くともプラズマ電流
維持期間に投入されるバイパススイッチを設けた事を特
徴とする請求項（１）記載の核融合装置用電源装置。 - 【請求項４】 バイパススイッチは電流しゃ断機能を
有し、ポロイダル磁場コイルにおける異常発生時にはバ
イパススイッチを切とするとともにプラズマ電流励起期
間に必要な電力で定格の決まる変換装置をインバータ運
転する事を特徴とする請求項（３）記載の核融合装置用
電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133133A JPH04359191A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 核融合装置用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133133A JPH04359191A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 核融合装置用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04359191A true JPH04359191A (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=15097549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133133A Pending JPH04359191A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | 核融合装置用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04359191A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010104104A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Aichi Electric Co Ltd | 超伝導コイル電源システム |
| JP2010115083A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Aichi Electric Co Ltd | 超伝導コイル電源システム |
| CN106229014A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-14 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种现代大功率聚变电源系统的集成控制方法 |
-
1991
- 1991-06-05 JP JP3133133A patent/JPH04359191A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010104104A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Aichi Electric Co Ltd | 超伝導コイル電源システム |
| JP2010115083A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Aichi Electric Co Ltd | 超伝導コイル電源システム |
| CN106229014A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-12-14 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 一种现代大功率聚变电源系统的集成控制方法 |
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