JPH0716057B2 - 高電圧パルス発生用磁性部品 - Google Patents

高電圧パルス発生用磁性部品

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JPH0716057B2
JPH0716057B2 JP8496289A JP8496289A JPH0716057B2 JP H0716057 B2 JPH0716057 B2 JP H0716057B2 JP 8496289 A JP8496289 A JP 8496289A JP 8496289 A JP8496289 A JP 8496289A JP H0716057 B2 JPH0716057 B2 JP H0716057B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エキシマ・レーザ等の放電励起レーザあるい
は加速器等に用いられる高電圧パルス発生用磁性部品に
関するものである。
[従来の技術] 高電圧パルス発生装置の一例として、エキシマ・レーザ
等の放電励起レーザに用いられている磁気圧縮回路を用
いた回路を第4図に示す。同図において、31は直流電
源、32は充電抵抗、33はサイラトロン、34はサイラトロ
ン33のアノード電流の立ち上がり時間を遅らせるための
インダクタンス、35は主コンデンサ、36はコンデンサ、
37は可飽和リアクトル、38は充電用インダクタンス、39
は配線インダクタンス、40はピーキングコンデンサ、41
はUV(紫外)予備電離用ギャップ、42は配線インダクタ
ンス、、43はレーザ主放電電極である。本回路の動作に
ついては、例えば、I.Similanski,S.R.Byron and T.R.B
urkes:“Electrical excitation of an XeCl laser usi
ng magnetic pulse compresson",Appl.phys.Lett.40
(7),1 April 1982,参照。
また、高電圧パルス発生装置の別の一例として、自由電
子レーザ等に用いられる加速器の一種であるインダクシ
ョン・アクセラレータに用いられている高電圧パルス発
生回路の一例を第5図に示す。同図において、61は直流
電源、62は充電抵抗、63はサイラトロン、64は主コンデ
ンサ、65は変圧器、66は変圧器5の一次巻線、67は変圧
器65の二次巻線、68はコンデンサ、69、71は可飽和リア
クトル、70はパルス整形回路、72はアクセラレータ・セ
ルである。本回路の動作については例えば、 D.Birx,E.Cook,S.Hawkins,S.Poor,L.Reginato,J.Schmid
t and M.Smith:“The application of magnetic switch
es as pulse sources for induction linacs,IEEE Tran
s.on Nuclear Science",Vol.NS−30,No.4,pp.2763−276
8参照。
これらの高電圧パルス発生装置に用いられる可飽和リア
クトル、変圧器、アクセラレータ・セル等の磁性部品に
おいては、短パルス磁気特性に優れた非晶質合金等の磁
性薄帯の層間をポリエステルフィルム等の高分子フィル
ムあるいはMgO等の絶縁材のコーティングにより絶縁し
て構成した巻磁心を積み重ねて使用している。
[発明が解決しようとする課題] 上述したような高電圧パルス発生用磁性部品において
は、高電圧パルス発生の高繰り返し動作時に磁心損失に
よる発熱が大きな問題となる。
例えば、この発熱により磁心の層間絶縁材として使用さ
れるポリエステル・フィルム等の高分子シートが破損
し、層間絶縁が破れ過電流損失が増大したり、非晶質合
金の磁心を使用した場合には、この発熱により磁気特性
の劣化が起こるという問題があった。
この問題に対して、本発明者らは磁心の径方向の熱伝導
率は上述したような絶縁材が存在するため端面方向の熱
伝導率に比べ著しく小さいことに着目し、磁心端面を効
率的に冷却する構成を有する高電圧パルス発生用磁性部
品を特願昭63−142425号として出願した。
第6図はその一例を示す断面図であり、可飽和リアクト
ルへの適応例を示したものである。同図において、81は
入力端もしくは出力端、82は同軸円筒導体、83は出力端
もしくは入力端、84は油入口、85は油出口、86は非晶質
磁性合金薄帯を用い層間に絶縁フィルムもしくは絶縁コ
ーティングを施した巻磁心、87および88は磁心86を固定
するとともに油の流れを遮断する機能を有するリング状
絶縁体、89及び90は磁心を接触しないようにするととも
に、磁心の端面を均一に冷却するためのリング状絶縁体
であり、91は入出力端の絶縁と油をシールする機構を有
する絶縁体である。また、図中、冷却油は油入口84から
図中矢印の経路で→→→を流れ、各磁心の端面
を均一に冷却し、油出口85を経てポンプにより循環され
るものである。
このような構成の高電圧パルス発生用磁性部品では特に
高繰り返し動作時は磁心損失による磁心の温度上昇が大
きく、これを防ぐために冷却油等の冷媒の流速を大とす
ることが必要となる。このため前記磁性部品の冷媒流入
口(前記第6図では油入口84)における圧力は2kg/cm2
程度以上に設定される。この場合、この磁性部品に使用
される前記非晶質磁性薄帯を用い層間に絶縁フィルムも
しくは絶縁コーティングを施した巻磁心は端面方向の外
部圧力により磁心が変形してしまい、極端な場合には隣
合う二つの巻磁心間あるいは磁心と接する構造物との間
に設けられた冷媒の通路(前記第6図ではを遮断
してしまい、冷媒の噴出等に至ることもある。また、冷
媒の噴出に至らなくても、前記のように冷媒の通路が変
形することにより、磁心を均一に冷却できなくなり磁心
にヒートスポットが発生するという問題もあった。この
磁心のヒートスポットの発生による磁心の磁気特性変化
は特に非晶質磁心を用いたときに著しかった。
前記磁心の端面方向への変形を防止する方法としては、
従来前記巻磁心の端面をワニス含浸処理等により固定す
る方法が用いられてきた。しかし、この場合には含浸処
理により、前記磁心の端面がワニス等によりコーティン
グされた状態となり、その部分の冷却が困難となる問題
があった。
さらに、磁心を構成する磁性薄帯として、鉄基非晶質磁
性薄膜のように飽和磁歪定数が10-5程度以上と無視し得
ない磁性薄帯を用いた場合には、前記ワニス含浸処理を
行うことにより巻磁心に加わる応力により、その磁気特
性が著しく劣化するという問題もあった。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、磁心の端面の冷
却を効率良く行い、しかも磁心の変形を防止する構造を
有する高電圧パルス発生用磁性部品を提供することであ
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は巻磁心を複数個重ね合わせ、かつ各磁心間に冷
媒を通す流路が設けられている高電圧パルス発生用磁性
部品において、前記磁心の端面間に該端面間を構成する
二つの磁心の少なくとも一方の端面に接触し、該端面の
周方向の間隙を保持する突起部を有するスペーサが設け
られていることを特徴とする高電圧パルス発生用磁性部
品である。
このスペーサより磁心の端面が変形し、冷媒の流路を閉
塞したり、冷媒の部分的な滞留が生じるのを防止でき
る。
このスペーサは磁心の外周部から内周方向へ向かう突起
部によって磁心端面の間隙を保持する外周スペーサと磁
心の内周部から外周方向へ向かう突起部によって磁心端
面の間隙を保持する内周スペーサで構成する場合、磁心
の端面の冷媒の流路を妨げることが少く好ましい。
上記高電圧パルス発生装置用磁性部品において、磁性薄
帯の層間に絶縁テープまたは絶縁コーティングを施して
構成した巻磁心を用いた場合には、同磁心の端面方向へ
の熱伝導率が同磁心の径方向への熱伝導率が良好なた
め、その冷却効率は著しく改善される。
また、上記高電圧パルス発生用磁性部品において、巻磁
心の端面が含浸処理されていない磁心を用いることによ
り、前記含浸処理による磁気特性の劣化および含浸処理
にともない端面にできるコーティング層による冷却効率
の低下を防止することができる。
上記高電圧パルス発生用磁性部品において、特に巻磁心
が非晶質合金で構成されている場合には、動作時の磁心
損失によるヒートスポットにより磁気特性が劣化するの
を防止できるため、特に好ましい。
また、上記高電圧パルス発生用磁性部品を可飽和リアク
トル、変圧器あるいはアクセラレータ・セルとして用い
ることは高繰り返し動作時の信頼性の向上を図る意味か
ら好ましい。
[実施例] 以下、本発明の実施例について詳しく説明する。
(実施例1) 第1図は本発明による高電圧発生用磁性部品の一実施例
である可飽和リアクトルの断面図である。同図におい
て、1は入力端、2は1ターンの巻線を構成する同軸円
筒導体、3は出力端、4は油入口、5は油出口、6は非
晶質磁性薄帯の層間をポリエステル・テレフタレート・
フィルムで絶縁して構成した巻磁心である。
7および8は巻磁心6を固定するとともに油の流れを遮
断する機能を有するリング状絶縁体、9は内周スペー
サ、10aおよび10bは外周スペーサであり、これらのスペ
ーサは塩化ビニル等の絶縁体で構成され磁心6同志およ
び構造物との接触を防止するとともに油の流路を確保す
るものであり、さらに磁心の端面の変形を防止する突起
部14が設けられている。
11および12はリング状絶縁体、13は入出力端の絶縁と油
をシールする機能を有する絶縁体である。
また、図中、冷却油は矢印の経路で→→→を流
れ、各磁心の端面を均一に冷却し、油出口5を出てポン
プにより循環される。
第2図及び第3図は第1図に示す可飽和リアクトルのA
−A′およびB−B′矢視図である。これらの図に示す
ように、絶縁物のスペーサ9,10a,10bに突起部14を設け
ることによって巻磁心6の端面方向から加えられる応力
による巻磁心6の変形を防止している。また、冷却油は
第1図で示す構造の場合、第2図および第3図で示す矢
印の向きで流れ巻磁心6の端面を均一に冷却することが
可能である。
(実施例2) 実施例1のスペーサ9,10a,10bを変更し巻磁心6径方向
を横断するような冷却油の流れとした場合の構成図を第
7図に示す。また、第7図のC−C′矢視図を第8図に
示す。図中矢印は冷却油の流れる方向を示すものであ
る。
このように磁心の径方向方向へ冷却油が流れる構成にし
た場合でも同様の効果が得られる。さらに、この場合は
冷却油の流れが突起部14であまり阻止されないため、冷
却油の滞留が起きにくくヒートスポットの発生が実施例
1の場合よりも少ないという利点がある。
上記実施例では高電圧パルス発生装置用磁性部品の一つ
である可飽和リアクトルの適応例を示したが、本発明が
変圧器、アクセラレータ・セル等の他の磁性部品への適
応が可能となることはいうまでもない。
[発明の効果] 本発明によれば、従来十分でなかった巻磁心の外部応力
による変形を防止でき、磁心を均一に冷却できるため、
ヒートスポット等の発生による磁心の磁気特性の劣化を
防止できる。
特に、発熱により、磁気特性が大きく変化する可能性の
ある非晶質磁心に本発明を適応することは有効である。
また、磁心の端面にワニス等の含浸処理をする必要がな
く、磁歪の大きい材料を使用する場合、磁気特性の劣化
を防止でき、優れた高電圧パルス発生装置用磁性部品と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は第1
図のA−A′矢視図、第3図は第1図のB−B′矢視
図、第4図は放電励起レーザにおける高電圧パルス圧縮
回路を示す図、第5図はインダクション・アクセラレー
タにおける高電圧パルス発生回路を示す図、第6図は本
発明に対する比較例を示す断面図、第7図は本発明の別
の実施例を示す断面図、第8図は第7図のC−C′矢視
図である。 1:入力端、2:同軸円筒導体、3:出力端、4:油入口、5:油
出口、6:巻磁心、7,8:リング状絶縁体、9,10a,10b:スペ
ーサ、14:突起部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】巻磁心を複数個重ね合わせ、かつ各磁心間
    に冷媒を通す流路が設けられている高電圧パルス発生用
    磁性部品において、前記磁心の端面間に該端面間を構成
    する二つの磁心の少なくとも一方の端面に接触し、該端
    面の周方向の間隙を保持する突起部を有するスペーサが
    設けられていることを特徴とする高電圧パルス発生用磁
    性部品。
  2. 【請求項2】前記スペーサは磁心の外周部から内周方向
    へ延びる突起部を有する外周スペーサと、磁心の内周部
    から外周方向へ延びる突起部を有する内周スペーサで構
    成され、前記突起部は前記磁心の端面の周方向の一部と
    接触するものであることを特徴とする請求項1に記載の
    高電圧パルス発生用磁性部品。
  3. 【請求項3】前記磁心は非晶質合金であることを特徴と
    する請求項1ないし2のいずれかに記載の高電圧パルス
    発生用磁性部品。
  4. 【請求項4】高電圧パルス発生用磁性部品は可飽和リア
    クトルであることを特徴とする請求項1ないし3のいず
    れかに記載の高電圧パルス発生用磁性部品。
  5. 【請求項5】高電圧パルス発生用磁性部品はアクセラレ
    ータ・セルであることを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれかに記載の高電圧パルス発生用磁性部品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101220110B1 (ko) * 2011-09-21 2013-01-14 국방과학연구소 비정질 마그네틱 코어를 이용한 고출력 펄스 전압 발생 장치 및 비정질 마그네틱 코어의 제조 방법

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KR101220110B1 (ko) * 2011-09-21 2013-01-14 국방과학연구소 비정질 마그네틱 코어를 이용한 고출력 펄스 전압 발생 장치 및 비정질 마그네틱 코어의 제조 방법

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