JPH1167112A - Gyrotron controller - Google Patents

Gyrotron controller

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Publication number
JPH1167112A
JPH1167112A JP21726897A JP21726897A JPH1167112A JP H1167112 A JPH1167112 A JP H1167112A JP 21726897 A JP21726897 A JP 21726897A JP 21726897 A JP21726897 A JP 21726897A JP H1167112 A JPH1167112 A JP H1167112A
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JP
Japan
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power supply
gyrotron
collector
anode
control device
Prior art date
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Application number
JP21726897A
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Japanese (ja)
Inventor
Fusao Saito
房男 斎藤
Yasuo Suzuki
靖生 鈴木
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Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba System Technology Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba System Technology Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボディ電源及びアノード電源等の電源を独立し
て設置すると共に各種運転モードにより個別制御して、
アノード電源の変調により高周波出力のエネルギー変化
がないモジュレーションが可能で、運転信頼性が高くプ
ラズマ計測の効率が向上したジャイロトロン制御装置を
提供する。 【解決手段】請求項1記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、高周波発振部とコレクタ部間に電子ビーム
を減速する電圧を印加してコレクタ部の熱負荷を下げる
と同時に電子ビームのエネルギーを電源部に回収して総
合効率を上げるジャイロトロン制御装置において、コレ
クタ電源27とボディ電源26及びアノード電源25さらにヒ
ータ電源23を各々独立して設けると共に、これらの電源
を制御する制御回路28にジャイロトロン1の運転モード
を備えたことを特徴とする。
(57) [Summary] [Problem] To separately install power supplies such as a body power supply and an anode power supply and individually control the power supply in various operation modes,
Provided is a gyrotron control device capable of performing modulation without changing the energy of a high-frequency output by modulating an anode power supply, and having high operation reliability and improved plasma measurement efficiency. A gyrotron control device according to the first aspect of the present invention reduces a thermal load on a collector by applying a voltage for decelerating an electron beam between a high-frequency oscillator and a collector, and simultaneously reduces an energy of the electron beam. In a gyrotron control device that collects power in a power supply unit to increase overall efficiency, a collector power supply 27, a body power supply 26, an anode power supply 25, and a heater power supply 23 are provided independently, and a gyrotron control circuit 28 that controls these power supplies is provided. The operation mode of the TRON 1 is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、核融合装置である
核融合プラズマ加熱用の電子サイクロトロン共鳴加熱装
置に用いられるジャイロトロンの運転制御をするジャイ
ロトロン制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyrotron control device for controlling the operation of a gyrotron used in an electron cyclotron resonance heating device for heating a fusion plasma, which is a fusion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジャイロトロンについては、大電力高周
波発生源として、核融合装置で核融合プラズマ加熱用の
電子サイクロトロン共鳴加熱装置に使用されている。図
6の概略構成図に示すようにジャイロトロン1は、真空
容器2の一端にカソード電極3及びアノード電極4等に
より構成した電子銃部5が、各々真空境界を兼ねる絶縁
スペーサ6,7の支持により設置されている。
2. Description of the Related Art A gyrotron is used as a high-power high-frequency radio frequency generator in an electron cyclotron resonance heating apparatus for heating a fusion plasma in a nuclear fusion apparatus. As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 6, in the gyrotron 1, an electron gun portion 5 constituted by a cathode electrode 3, an anode electrode 4, and the like at one end of a vacuum vessel 2 supports insulating spacers 6, 7 each also serving as a vacuum boundary. It is installed by.

【0003】また、この電子銃部5に結合したボディ部
8は、高周波発振部の空胴共振器9とモード変換器10及
びミラー部11により構成され、さらにボディ部8には、
真空容器2の真空境界を兼ねる絶縁スペーサ12を介し
て、可動ミラー13と出力窓14を備えたコレクタ部15が設
けられている。なお、前記電子銃部5の周囲には第1超
電導磁石16を、また、空胴共振器9の周囲には第2超電
導磁石17を配置して、これら第1,第2超電導磁石16,
17は、断熱真空容器18内に収納されて構成している。
The body 8 connected to the electron gun 5 is composed of a cavity resonator 9 of a high-frequency oscillator, a mode converter 10 and a mirror 11, and the body 8 further includes
A collector unit 15 having a movable mirror 13 and an output window 14 is provided via an insulating spacer 12 also serving as a vacuum boundary of the vacuum container 2. A first superconducting magnet 16 is arranged around the electron gun section 5 and a second superconducting magnet 17 is arranged around the cavity 9 so that these first and second superconducting magnets 16 and 16 are arranged.
17 is housed in a heat-insulated vacuum container 18.

【0004】また、図7のブロック構成図を示すよう
に、ジャイロトロンの電源及び制御回路は、前記ジャイ
ロトロン1のカソード電極3とボディ部8間には、第1
電源19が接続されていて電圧が加えられ、アノード電極
4に対しては、前記第1電源19と直列接続した第1抵抗
20と、第2抵抗21により分割された電圧が与えられてい
る。
As shown in the block diagram of FIG. 7, a power supply and a control circuit of the gyrotron are provided between the cathode electrode 3 of the gyrotron 1 and the body 8 by a first gyrotron.
The power supply 19 is connected and a voltage is applied. A first resistor 19 connected in series with the first power supply 19 is connected to the anode 4.
20 and a voltage divided by the second resistor 21.

【0005】さらに、前記カソード電極3とコレクタ部
15間には、第2電源22から電圧が加えられ、カソード電
極3のヒータ3aには、ヒータ電源23から電圧が印加さ
れていて、前記第1電源19と第2電源22及びヒータ電源
23は、いずれも制御回路24により制御される。なお、前
記各電源18,19,22,23はいずれも直流電源として、ジ
ャイロトロン1の各電極等の各部に供給しているが、一
般にこの直流電源は、交流電源から図示しない交直変換
装置であるサイリスタ変換装置により得ている。
Further, the cathode electrode 3 and the collector section
A voltage is applied from the second power source 22 to the heater 15a of the cathode electrode 3 between the first power source 19 and the second power source 22 and the heater power source 22.
23 are all controlled by the control circuit 24. Each of the power supplies 18, 19, 22, and 23 is supplied as a DC power to each unit such as each electrode of the gyrotron 1. Generally, the DC power is supplied from an AC power supply to an AC / DC converter (not shown). It is obtained by a certain thyristor converter.

【0006】前記ジャイロトロン1の動作については、
カソード電極3はヒータ電源23によりヒータ3aを介し
て加熱されることで熱電子の放出を行う。この熱電子
は、前記第1電源19と第1抵抗20から、カソード電極3
とアノード電極4間に印加された電位差により電子ビー
ムを形成するが、この電子ビームは、第1超電導磁石16
で形成された軸方向の磁場により、旋回運動をしながら
磁力線に沿って進行して空胴共振器9に入射される。
The operation of the gyrotron 1 is as follows.
The cathode electrode 3 emits thermoelectrons by being heated by the heater power supply 23 via the heater 3a. The thermoelectrons are supplied from the first power supply 19 and the first resistor 20 to the cathode electrode 3.
An electron beam is formed by a potential difference applied between the first superconducting magnet 16 and the anode electrode 4.
Due to the axial magnetic field formed by the above, the laser beam travels along the line of magnetic force while rotating and enters the cavity resonator 9.

【0007】なお、この電子ビームの集束に必要な第2
超電導磁石17により発生した軸方向の磁場は、第2超電
導磁石17によって電子銃部5から空胴共振器9にかけて
増大し、空胴共振器9において最大となる。
The second beam necessary for focusing of the electron beam is
The axial magnetic field generated by the superconducting magnet 17 increases from the electron gun section 5 to the cavity resonator 9 by the second superconducting magnet 17 and becomes maximum in the cavity resonator 9.

【0008】また、第1電源19の出力電圧、及び第2抵
抗21の両端に生じる電圧と磁場により、旋回運動エネル
ギーを増した電子ビームが空胴共振器9の内部を通過す
る際に、空胴共振器9内の電界と共振作用を起こして、
旋回運動が電界により減速される部分ができ、その減速
されたエネルギーが電磁波へと変換される。この電磁波
は、空胴共振器9に接続したモード変換器10とミラー1
1、さらに可動ミラー13及び出力窓14を介し、高周波と
して外部に送出される。
When the electron beam having increased kinetic energy passes through the cavity 9 due to the output voltage of the first power supply 19 and the voltage and magnetic field generated across the second resistor 21, Resonating with the electric field in the trunk resonator 9,
There is a portion where the turning motion is decelerated by the electric field, and the decelerated energy is converted into electromagnetic waves. This electromagnetic wave is transmitted to the mode converter 10 connected to the cavity resonator 9 and the mirror 1.
1. Further, it is transmitted to the outside as high frequency through the movable mirror 13 and the output window 14.

【0009】なお、ジャイロトロン1内でエネルギー変
換を終えた前記電子ビームは、前記第2電源22により印
加されたコレクタ部15とボディ部8との電位差により、
コレクタ部15に回収され、残りの運動エネルギーは熱的
に処理される。通常、前記第2電源22の出力電源は、第
1電源19の出力より小さく設定されていて、この差電圧
に相当する電子ビームのエネルギーが回収される。
The electron beam having undergone energy conversion in the gyrotron 1 is caused by a potential difference between the collector 15 and the body 8 applied by the second power supply 22.
The remaining kinetic energy collected by the collector unit 15 is thermally processed. Usually, the output power of the second power supply 22 is set smaller than the output of the first power supply 19, and the energy of the electron beam corresponding to the difference voltage is recovered.

【0010】このように、ジャイロトロン制御装置にお
いては、前記第1電源19と第2電源22及びヒータ電源23
を制御して、ジャイロトロン1を駆動することにより高
周波を外部に送出するもので、近年は開発の進歩によ
り、 100GHz以上の周波数で長パルスの出力が可能と
なりつつある。
As described above, in the gyrotron control device, the first power supply 19, the second power supply 22, and the heater power supply 23
Is controlled to drive the gyrotron 1 to transmit a high frequency to the outside. In recent years, with the progress of development, it has become possible to output a long pulse at a frequency of 100 GHz or more.

【0011】なお、このジャイロトロン1を核融合装置
の核融合プラズマ加熱用に使用する場合は、前記出力窓
14から図示しない伝送系により高周波を伝搬し、同じく
図示しない核融合装置に入射するようにしている。ま
た、前記ジャイロトロン1の運転に際しては、予め、ジ
ャイロトロン1を始めとして、核融合装置への搬出系の
各部に対するエージングを行うと共に、核融合装置の運
転状態に応じて高周波を断続出力させるパルス運転、及
び連続出力させる運転が要求される。
When the gyrotron 1 is used for fusion plasma heating of a fusion device, the output window
From 14, a high-frequency wave is propagated by a transmission system (not shown), and is incident on a fusion device (not shown). When the gyrotron 1 is operated, the gyrotron 1 and other parts of the carrying-out system to the fusion device are subjected to aging and a pulse for intermittently outputting a high-frequency wave according to the operation state of the fusion device. Operation and operation for continuous output are required.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ジャイロトロン制御装
置は、制御回路24において前記各第1電源19と第2電源
22及びヒータ電源23を制御することにより、ジャイロト
ロン1を適切に運転して高周波を送出するが、近年はジ
ャイロトロン1の開発が進歩したことから、 100GHz
以上の周波数で10S程度の長パルス出力が可能になりつ
つある。また近年は、核融合装置内でのプラズマ計測を
効率よく行うために、ジャイロトロン1からの高周波出
力をモジュレーション(変調)する方法が見直されてい
る。
In the gyrotron control device, the control circuit 24 includes the first power supply 19 and the second power supply.
By controlling the gyrotron 1 and controlling the heater power supply 23, the gyrotron 1 is appropriately operated to transmit a high frequency.
It is becoming possible to output a long pulse of about 10 S at the above frequency. In recent years, a method of modulating (modulating) a high-frequency output from the gyrotron 1 has been reviewed in order to efficiently perform plasma measurement in a nuclear fusion device.

【0013】しかしながら、従来のジャイロトロン制御
装置において、高周波出力をモジュレーションする場合
には、アノード電極4へ加える電圧を変調させるため
に、前記第1電源19の出力を変調させていた。
However, in the conventional gyrotron control device, when modulating the high frequency output, the output of the first power supply 19 is modulated in order to modulate the voltage applied to the anode electrode 4.

【0014】しかし、この第1電源19は一つの電源で、
アノード電極4の電源とボディ部8の電源とを共用して
いることから、前記したようにアノード電極4へ加える
電圧(アノード電圧)を変調させると、同時に電磁波の
エネルギーを規定している出力電圧で、第1電源19と第
2抵抗21によるボディ部8への電圧(ボディ電圧)も変
調される。
However, the first power supply 19 is a single power supply,
Since the power supply of the anode electrode 4 and the power supply of the body portion 8 are shared, when the voltage (anode voltage) applied to the anode electrode 4 is modulated as described above, the output voltage that simultaneously defines the energy of the electromagnetic wave is modulated. Thus, the voltage (body voltage) to the body 8 by the first power supply 19 and the second resistor 21 is also modulated.

【0015】このために、カソード電極3とアノード電
極4との間の電位差変化から、ジャイロトロン1から出
力される電磁波である高周波のエネルギーも変化してし
まうために、プラズマ計測を行う際の効率が低下する不
具合があった。
For this reason, the high-frequency energy, which is the electromagnetic wave output from the gyrotron 1, also changes due to the change in the potential difference between the cathode electrode 3 and the anode electrode 4, so that the efficiency in performing the plasma measurement is increased. Was reduced.

【0016】本発明の目的とするところは、ボディ電源
及びアノード電源等の電源を独立して設置すると共に、
各種運転モードにより個別制御して、アノード電源の変
調に際して高周波出力のエネルギー変化しないモジュレ
ーションが可能で、運転信頼性が高くプラズマ計測の効
率が向上したジャイロトロン制御装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a power supply such as a body power supply and an anode power supply independently,
It is an object of the present invention to provide a gyrotron control device that can be individually controlled in various operation modes to perform modulation without changing the energy of a high-frequency output when modulating an anode power supply, and has high operation reliability and improved plasma measurement efficiency.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の発明に係るジャイロトロン制御装置は、
高周波発振部とコレクタ部間に電子ビームを減速する電
圧を印加してコレクタ部の熱負荷を下げると同時に電子
ビームのエネルギーを電源部に回収して総合効率を上げ
るジャイロトロン制御装置において、コレクタ電源とボ
ディ電源及びアノード電源さらにヒータ電源を各々独立
して設けると共に、これらの電源を制御する制御回路に
ジャイロトロンの運転モードを備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a gyrotron control device according to the first aspect of the present invention comprises:
In the gyrotron controller, which applies a voltage between the high-frequency oscillator and the collector to decelerate the electron beam to reduce the thermal load on the collector and simultaneously collects the energy of the electron beam in the power supply to increase the overall efficiency, And a body power supply, an anode power supply, and a heater power supply are provided independently of each other, and a control circuit for controlling these power supplies is provided with a gyrotron operation mode.

【0018】ジャイロトロンにおける各電極に対する電
源を電極別に独立したので、制御回路における統括制御
が容易になり、かつ、個別制御の自由度が増して電源構
成が単純化されると共に、各種の運転モードによりジャ
イロトロンと核融合装置に対して適切な運転制御が行え
る。また、アノード電源を変調することにより、出力さ
れるエネルギーに変化を与えずに、高周波のモジュレー
ションが行えることから、プラズマ計測の効率が向上す
る。
Since the power supply for each electrode in the gyrotron is independent for each electrode, the overall control in the control circuit becomes easy, the degree of freedom of individual control is increased, the power supply configuration is simplified, and various operation modes are provided. Thus, appropriate operation control can be performed for the gyrotron and the fusion device. Further, by modulating the anode power supply, high-frequency modulation can be performed without changing the output energy, so that the efficiency of plasma measurement is improved.

【0019】請求項2記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、請求項1において、制御回路に備えたジャ
イロトロンの運転モードが、パルス運転モード及び連続
運転モードであることを特徴とする。制御回路におい
て、予め設定したパルス運転モード及び連続運転モード
により、核融合装置におけるプラズマ加熱のためのジャ
イロトロンによる高周波入射の運転を、核融合装置から
の外部信号あるいは内部信号に従って容易に制御するこ
とができる。
A gyrotron control apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the operation modes of the gyrotron provided in the control circuit are a pulse operation mode and a continuous operation mode. In the control circuit, the operation of high frequency injection by the gyrotron for plasma heating in the fusion device is easily controlled in accordance with an external signal or an internal signal from the fusion device by a preset pulse operation mode and a continuous operation mode. Can be.

【0020】請求項3記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、請求項1において、制御回路に備えたジャ
イロトロンの運転モードが、パルスエージング運転モー
ド及び連続エージング運転モードであることを特徴とす
る。制御回路において、予め設定したパルスエージング
運転モード及び連続エージング運転モードに従い、ジャ
イロトロンを運転することにより、ジャイロトロン及び
送出系に対するエージング調整が容易に行える。
A gyrotron control device according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the operation modes of the gyrotron provided in the control circuit are a pulse aging operation mode and a continuous aging operation mode. . By operating the gyrotron in accordance with the preset pulse aging operation mode and continuous aging operation mode in the control circuit, aging adjustment for the gyrotron and the delivery system can be easily performed.

【0021】請求項4記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、請求項1において、制御回路にてボディ電
源をアノード電源よりも早期に立ち上げる制御をするこ
とを特徴とする。ジャイロトロンの運転に際して、ボデ
ィ電源がアノード電源より早く立ち上げられることによ
り、カソード電極から電子ビームのみが引き出されて、
高周波発振が行われないという異常動作が防止される。
A gyrotron control device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the control circuit controls the body power supply to rise earlier than the anode power supply. During operation of the gyrotron, only the electron beam is extracted from the cathode electrode by starting up the body power supply faster than the anode power supply,
An abnormal operation in which high-frequency oscillation is not performed is prevented.

【0022】請求項5記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、請求項1において、制御回路に備えたジャ
イロトロンのパルス運転モードにおいて、コレクタ電源
を連続運転とすることを特徴とする。ジャイロトロンの
パルス運転に際して、コレクタ電源を連続運転すること
により、コレクタ部へのコレクタ電圧の有無に関わら
ず、コレクタ電圧にバラツキが生じないので、安定した
高周波出力が得られる。
A gyrotron control device according to a fifth aspect of the present invention is the gyrotron control device according to the first aspect, wherein the collector power supply is operated continuously in the pulse operation mode of the gyrotron provided in the control circuit. By continuously operating the collector power supply during the pulse operation of the gyrotron, the collector voltage does not vary regardless of the presence or absence of the collector voltage to the collector section, so that a stable high-frequency output can be obtained.

【0023】請求項6記載の発明に係るジャイロトロン
制御装置は、請求項1において、制御回路に備えたジャ
イロトロンのパルス運転モードにおいて、コレクタ電圧
をボディ電源及びアノード電源が停止されてジャイロト
ロン内で電子ビームが消滅した後に停止することを特徴
とする。
In the gyrotron control apparatus according to the present invention, in the gyrotron provided in the control circuit, in the pulse operation mode of the gyrotron, the collector voltage is stopped by turning off the body power supply and the anode power supply. And stops after the electron beam disappears.

【0024】パルス運転時のコレクタ電圧の停止時期
を、ボディ電源及びアノード電源の停止より遅らせると
共に、ジャイロトロン内の電子ビームが消滅した後に行
うので、比較的放電時定数の長いボディ電源に電流が流
れ込むという異常現象は発生しない。
The collector voltage is stopped during the pulse operation later than when the body power supply and the anode power supply are stopped, and the operation is performed after the electron beam in the gyrotron is extinguished. Therefore, a current is supplied to the body power supply having a relatively long discharge time constant. The abnormal phenomenon of flowing in does not occur.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
面を参照して説明する。なお、上記した従来技術と同じ
構成部分については、同一符号を付して詳細な説明を省
略する。第1実施の形態は請求項1に係り、図1のブロ
ック構成図を示すように、ジャイロトロン制御装置は、
真空容器2内にカソード電極3とアノード電極4、及び
ボディ部8とコレクタ部15等を設けたジャイロトロン1
と、それぞれ別個に設けたヒータ電源23とアノード電源
25、及びボディ電源26とコレクタ電源27、さらに制御回
路28により構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components as those of the above-described related art are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The first embodiment relates to claim 1, and as shown in the block diagram of FIG.
A gyrotron 1 having a cathode 3 and an anode 4, a body 8 and a collector 15 provided in a vacuum vessel 2.
And a separately provided heater power supply 23 and anode power supply
25, a body power supply 26, a collector power supply 27, and a control circuit 28.

【0026】前記ヒータ電源23は、カソード電極3とヒ
ータ3aに接続されていて、アノード電源25は、前記カ
ソード電極3とアノード電極4に、また、ボディ電源26
はアノード電極4とボディ部8に接続している。さら
に、コレクタ電源27は、前記カソード電極3とコレクタ
部15に接続しており、制御回路28は、前記ヒータ電源23
とアノード電源25、及びボディ電源26とコレクタ電源27
と接続している。
The heater power supply 23 is connected to the cathode electrode 3 and the heater 3a, and the anode power supply 25 is connected to the cathode electrode 3 and the anode electrode 4 and to the body power supply 26.
Is connected to the anode electrode 4 and the body 8. Further, a collector power supply 27 is connected to the cathode electrode 3 and the collector section 15, and a control circuit 28 is connected to the heater power supply 23.
And anode power supply 25, and body power supply 26 and collector power supply 27
Is connected to

【0027】なお、この制御回路28は、前記独立した各
電源を統括制御すると共に、前記ジャイロトロン1に対
する各種運転モード等の制御システムを備えた構成とし
ている。
The control circuit 28 controls the independent power supplies and has a control system such as various operation modes for the gyrotron 1.

【0028】次に、上記構成による作用について説明す
る。アノード電源25とボディ電源26とが独立して設けら
れており、制御回路28でそれぞれを任意に統括制御する
ことが可能なことから、アノード電源25を変調させるこ
とで、出力波である高周波のモジュレーションが容易に
行うことができる。
Next, the operation of the above configuration will be described. Since the anode power supply 25 and the body power supply 26 are provided independently and can be arbitrarily controlled collectively by the control circuit 28, by modulating the anode power supply 25, a high-frequency Modulation can be easily performed.

【0029】また、この高周波のモジュレーションに際
して、前記ボディ部8に対するボディ電圧は、アノード
電源25の変調に係わりなく安定してボディ電源26から加
えられるので、高周波のモジュレーションに際して出力
エネルギーが変化することがなく、安定したジャイロト
ロン1の運転によるプラズマ加熱により、信頼性の高い
核融合装置の運転ができる。
Also, at the time of this high-frequency modulation, the body voltage to the body section 8 is stably applied from the body power supply 26 irrespective of the modulation of the anode power supply 25, so that the output energy may change at the time of high-frequency modulation. In addition, the plasma heating by the stable operation of the gyrotron 1 makes it possible to operate the fusion device with high reliability.

【0030】さらに、前記制御回路28によれば、前記各
ヒータ電源23とアノード電源25、及びボディ電源26とコ
レクタ電源27に対して、それぞれ独立して任意の運転モ
ードにより統括制御することができるので、ジャイロト
ロン1と共に核融合装置における、適切な運転制御とプ
ラズマ計測を容易とすることができる。また、制御回路
28を始めとして各電源のユニット化等、ジャイロトロン
制御装置におけるシステム構成の簡素化が可能である。
Further, according to the control circuit 28, the heater power supply 23 and the anode power supply 25, and the body power supply 26 and the collector power supply 27 can be independently and collectively controlled in an arbitrary operation mode. Therefore, appropriate operation control and plasma measurement in the fusion device together with the gyrotron 1 can be facilitated. Also, the control circuit
It is possible to simplify the system configuration of the gyrotron control device, for example, by unitizing each power supply such as 28.

【0031】第2実施の形態は請求項2に係り、なお、
上記第1実施の形態と同様の構成部分については、説明
を省略して異なる部分を重点に説明する。上記図1に示
すジャイロトロン制御装置で、前記ジャイロトロン1で
発振させた高周波を図示しない伝送系により伝搬し、核
融合装置に入射して核融合プラズマ加熱のために運転す
るものである。
The second embodiment relates to claim 2, wherein
The description of the same components as those in the first embodiment will be omitted, and different portions will be mainly described. In the gyrotron control device shown in FIG. 1, the high frequency oscillated by the gyrotron 1 is propagated by a transmission system (not shown), incident on the fusion device, and operated for fusion plasma heating.

【0032】また、前記制御回路28には、図2のタイム
チャートに示すジャイロトロン1のパルス運転モード
と、図3のタイムチャートに示すジャイロトロン1の連
続運転モードを備えた構成としている。
The control circuit 28 has a pulse operation mode of the gyrotron 1 shown in the time chart of FIG. 2 and a continuous operation mode of the gyrotron 1 shown in the time chart of FIG.

【0033】次に、上記構成による作用について説明す
る。上記図6に示すようにジャイロトロン1が発振した
高周波は、出力窓14から出力されて図示しない伝送系に
より核融合装置に入射されて核融合プラズマ加熱を行
う。
Next, the operation of the above configuration will be described. As shown in FIG. 6, the high frequency oscillated by the gyrotron 1 is output from the output window 14 and is incident on the fusion device by a transmission system (not shown) to perform fusion plasma heating.

【0034】前記制御回路28では、内部同期のマスター
パルス29における繰り返し時間(Tc)30によると共
に、核融合装置の運転状態等から発される外部同期によ
る入射開始信号31及び入射終了信号32等によっても運転
制御が行われる。従って、ジャイロトロン1のコレクタ
部15とボディ部8及びアノード電極4に電圧を加える時
期についても、それぞれコレクタ電源27とボディ電源26
及びアノード電源25を個別で任意に制御することができ
る。
In the control circuit 28, a repetition time (Tc) 30 in the master pulse 29 for internal synchronization and an incident start signal 31 and an incident end signal 32 by external synchronization generated from the operation state of the fusion device and the like are used. Operation control is also performed. Accordingly, when the voltage is applied to the collector 15, the body 8 and the anode 4 of the gyrotron 1, the collector power 27 and the body power 26
And the anode power supply 25 can be individually and arbitrarily controlled.

【0035】先ず、ジャイロトロン1の長パルス出力調
整を主目的とする運転の場合は、図2のタイムチャート
に示すパルス運転モードによる。これによれば、マスタ
ーパルス(内部同期)29と共に、外部同期による入射開
始信号31により、コレクタ電源27のサイリスタ変換装置
(THY)が、遅れ時間(Tth)33後にONしてコレ
クタ電圧としての所定電圧を発生する。
First, in the case of the operation mainly for adjusting the long pulse output of the gyrotron 1, the pulse operation mode shown in the time chart of FIG. 2 is used. According to this, the thyristor converter (THY) of the collector power supply 27 is turned on after the delay time (Tth) 33 by the incident start signal 31 by the external synchronization together with the master pulse (internal synchronization) 29 and the predetermined voltage as the collector voltage is obtained. Generates voltage.

【0036】さらに遅れ時間(Tg)34後に、コレクタ
電源27の出力電圧をコレクタ部15に供給するスイッチン
グ素子である例えばGTO(Gate Turn-Off Thyristor
)をONすると、コレクタ電源27からコレクタ電圧が
コレクタ部15に加わる。
Further, after a delay time (Tg) 34, for example, a GTO (Gate Turn-Off Thyristor) which is a switching element for supplying the output voltage of the collector power supply 27 to the collector section 15
) Is turned on, a collector voltage is applied to the collector section 15 from the collector power supply 27.

【0037】前記コレクタ電源27(GTO)ONから、
ボディ電源26のインバータが遅れ時間(Tb)35後にO
Nし、さらに、アノード電源25のインバータは、遅れ時
間(Ta)36後にONする。この結果から、コレクタ部
15とボディ部8及びアノード電極4に、それぞれ所定電
圧が加わることから、ジャイロトロン1が発振して高周
波が出力される。
When the collector power supply 27 (GTO) is turned on,
The inverter of the body power supply 26 becomes O after the delay time (Tb) 35.
N, and the inverter of the anode power supply 25 is turned on after the delay time (Ta) 36. From this result, the collector
Since a predetermined voltage is applied to 15, body portion 8, and anode electrode 4, respectively, gyrotron 1 oscillates and a high frequency is output.

【0038】また、入射終了信号32で、前記ボディ電源
26のインバータとアノード電源25のインバータのONが
終了するが、前記アノード電源25のインバータがONし
ているのはアノード電源出力幅(Tp)37の間であり、
なお、前記コレクタ電源27であるサイリスタ変換装置
(THY)のON状態は連続して継続されている。
Further, the body power supply
The ON of the inverter 26 and the inverter of the anode power supply 25 are completed, but the inverter of the anode power supply 25 is ON during the anode power output width (Tp) 37,
The ON state of the thyristor converter (THY), which is the collector power supply 27, continues continuously.

【0039】ここで、前記コレクタ電源27におけるGT
OのONは、入射終了信号32よりAmSまで続くが、こ
のAmSは、ジャイロトロン1内で電子ビームが消滅す
る時間で、一般にボディ電源26とアノード電源25が停止
すると約数十mSで電子ビームは消滅する。
Here, GT in the collector power supply 27
The ON of O continues from the incident end signal 32 to AmS, which is the time during which the electron beam disappears in the gyrotron 1. Generally, when the body power supply 26 and the anode power supply 25 are stopped, the electron beam takes about several tens of milliseconds. Disappears.

【0040】この後は、次の入射開始信号と入射終了信
号により、前記コレクタ電源27のGTOと、ボディ電源
26のインバータ、及びアノード電源25のインバータのO
NとOFFが、前回と同様に繰り返されて、核融合装置
の核融合プラズマ加熱に対するジャイロトロン1におけ
るパルス運転が適切に行われる。
Thereafter, the GTO of the collector power supply 27 and the body power supply
O of 26 inverters and inverter of anode power supply 25
N and OFF are repeated in the same manner as the previous time, and the pulse operation in the gyrotron 1 for the fusion plasma heating of the fusion device is appropriately performed.

【0041】次に、ジャイロトロン1の連続出力調整を
主目的として行う運転の場合は、図3のタイムチャート
に示す連続運転モードによる。これによれば、マスター
パルス(内部同期)29における繰り返し時間(Tc)30
には関わりなく、起動時はコレクタ電源27であるサイリ
スタ変換装置(THY)が、遅れ時間(Tth)33後に
ONしてから、さらに遅れ時間(Tg)34後に、コレク
タ電源27のGTOがONする。
Next, in the case of the operation in which the continuous output adjustment of the gyrotron 1 is mainly performed, the continuous operation mode shown in the time chart of FIG. 3 is used. According to this, the repetition time (Tc) 30 in the master pulse (internal synchronization) 29
Regardless of the above, at startup, the thyristor converter (THY), which is the collector power supply 27, is turned on after the delay time (Tth) 33, and then the GTO of the collector power supply 27 is turned on after the delay time (Tg) 34. .

【0042】この後に、ボディ電源26のインバータが遅
れ時間(Tb)35後にONし、さらに、アノード電源25
のインバータは、遅れ時間(Ta)36後にONする。な
お、この後は前記コレクタ電源27であるサイリスタ変換
装置と、コレクタ電源27のGTO、及びボディ電源26の
インバータにおける各ON状態は継続され、これによ
り、核融合装置の核融合プラズマ加熱に対するジャイロ
トロン1の連続運転が適切に行われる。
Thereafter, the inverter of the body power supply 26 is turned on after a delay time (Tb) 35, and the anode power supply 25
Turn on after the delay time (Ta) 36. After that, the ON state of the thyristor converter, which is the collector power supply 27, the GTO of the collector power supply 27, and the inverter of the body power supply 26 is continued, whereby the gyrotron for the fusion plasma heating of the fusion device is maintained. One continuous operation is appropriately performed.

【0043】第3実施の形態は請求項3に係り、なお、
上記第1実施の形態と同様の構成部分については、説明
を省略して異なる部分を重点に説明する。上記図1に示
すジャイロトロン制御装置で、前記制御回路28によりジ
ャイロトロン1や搬出系等のエージング調整を目的とし
て行う運転制御の場合である。
The third embodiment relates to claim 3, wherein
The description of the same components as those in the first embodiment will be omitted, and different portions will be mainly described. In the gyrotron control device shown in FIG. 1, this is a case of operation control in which the control circuit 28 performs aging adjustment of the gyrotron 1 and the carry-out system.

【0044】また、前記制御回路28には、図4のタイム
チャートに示すパルスエージング運転モードと、図5の
タイムチャートに示す連続エージング運転モードを備え
た構成としている。
The control circuit 28 has a pulse aging operation mode shown in the time chart of FIG. 4 and a continuous aging operation mode shown in the time chart of FIG.

【0045】次に、上記構成による作用について説明す
る。先ず、ジャイロトロン1等に対するパルスエージン
グ調整の場合は、図4のタイムチャートに示すパルスエ
ージング運転モードによる。これによれば、マスターパ
ルス(内部同期)29により、コレクタ電源27のサイリス
タ変換装置(THY)がONして、所定のコレクタ電圧
を出力する。これより、遅れ時間(Tth)33と遅れ時
間(Tg)34を加えた後に、コレクタ電源27のGTOが
ONして、前記コレクタ電圧がコレクタ部15に加わる。
Next, the operation of the above configuration will be described. First, in the case of pulse aging adjustment for the gyrotron 1 and the like, the pulse aging operation mode shown in the time chart of FIG. 4 is used. According to this, the thyristor converter (THY) of the collector power supply 27 is turned on by the master pulse (internal synchronization) 29 to output a predetermined collector voltage. Thus, after adding the delay time (Tth) 33 and the delay time (Tg) 34, the GTO of the collector power supply 27 is turned on, and the collector voltage is applied to the collector unit 15.

【0046】前記コレクタ電源27のGTOがONしてか
ら、ボディ電源26のインバータが遅れ時間(Tb)35後
にONし、さらに、アノード電源25のインバータは、遅
れ時間(Ta)36後にONする。なお、このアノード電
源25のインバータのON状態は、アノード電源出力幅
(Tp)37だけ継続するが、同様にアノード電源出力幅
(Tp)37の終了時点まで、前記ボディ電源26のインバ
ータのON状態が継続する。
After the GTO of the collector power supply 27 is turned on, the inverter of the body power supply 26 turns on after a delay time (Tb) 35, and the inverter of the anode power supply 25 turns on after the delay time (Ta) 36. The ON state of the inverter of the anode power supply 25 continues for the anode power supply output width (Tp) 37. Similarly, the ON state of the inverter of the body power supply 26 continues until the end of the anode power supply output width (Tp) 37. Continue.

【0047】しかし、前記コレクタ電源27のサイリスタ
変換装置(THY)と、コレクタ電源27のGTOのON
状態については、マスターパルス(内部同期)29の繰り
返し時間(Tc)30と関係なく継続している。従って、
ヒータ電源23とコレクタ電源27は連続して運転される
が、ボディ電源26とアノード電源25は、繰り返し時間
(Tc)30後の次のマスターパルス29により再び運転さ
れて、以後これを繰り返す。
However, the thyristor converter (THY) of the collector power supply 27 and the GTO of the collector power supply 27 are turned on.
The state continues regardless of the repetition time (Tc) 30 of the master pulse (internal synchronization) 29. Therefore,
The heater power supply 23 and the collector power supply 27 are operated continuously, while the body power supply 26 and the anode power supply 25 are operated again by the next master pulse 29 after the repetition time (Tc) 30, and thereafter, this operation is repeated.

【0048】即ち、以後の繰り返しにおいては、ボディ
電源26のインバータのONは、遅れ時間(Tth)33と
遅れ時間(Tg)34及び遅れ時間(Tb)35を加えた後
に、またアノード電源25のインバータは、これより遅れ
時間(Ta)36後にONし、いずれもアノード電源出力
幅(Tp)37まで継続する。これにより、ジャイロトロ
ン1等に対して適切なパルスエージング調整が行われ
る。
That is, in the subsequent repetition, the inverter of the body power supply 26 is turned ON after the delay time (Tth) 33, the delay time (Tg) 34 and the delay time (Tb) 35 are added, and the anode power supply 25 is turned off. The inverter is turned on after a delay time (Ta) 36 longer than this, and all of them continue to the anode power supply output width (Tp) 37. Thereby, appropriate pulse aging adjustment is performed on the gyrotron 1 and the like.

【0049】次に、ジャイロトロン1の連続エージング
調整を主目的として行う運転の場合は、図5のタイムチ
ャートに示す連続エージング運転モードによる。これに
よれば、マスターパルス(内部同期)29により、コレク
タ電源27のサイリスタ変換装置(THY)がONすると
共に、遅れ時間(Tth)33と遅れ時間(Tg)34を加
えた後に、コレクタ電源27のGTOがONする。
Next, in the case of an operation in which the main purpose of the gyrotron 1 is continuous aging adjustment, the continuous aging operation mode shown in the time chart of FIG. According to this, the thyristor converter (THY) of the collector power supply 27 is turned on by the master pulse (internal synchronization) 29, and after adding the delay time (Tth) 33 and the delay time (Tg) 34, the collector power supply 27 GTO turns ON.

【0050】また、前記コレクタ電源27のGTOがON
してから、ボディ電源26のインバータが遅れ時間(T
b)35後にONし、さらに、アノード電源25のインバー
タは、遅れ時間(Ta)36後にONして、アノード電源
出力幅(Tp)37だけ継続される。しかし、前記コレク
タ電源27のサイリスタ変換装置(THY)と、コレクタ
電源27のGTO及びボディ電源26のインバータのON状
態については、マスターパルス(内部同期)29の繰り返
し時間(Tc)30と関係なく継続する。
The GTO of the collector power supply 27 is turned on.
After that, the inverter of the body power supply 26 has a delay time (T
b) Turns on after 35, and the inverter of the anode power supply 25 turns on after the delay time (Ta) 36 and continues for the anode power supply output width (Tp) 37. However, the ON state of the thyristor conversion device (THY) of the collector power supply 27, the GTO of the collector power supply 27, and the inverter of the body power supply 26 continues regardless of the repetition time (Tc) 30 of the master pulse (internal synchronization) 29. I do.

【0051】従って、ヒータ電源23とコレクタ電源27、
及びボディ電源26は連続して運転されるが、アノード電
源25は、繰り返し時間(Tc)30後の次のマスターパル
ス29により再び運転されて、以後これを繰り返すことか
ら、ジャイロトロン1等に対して適切な連続エージング
調整が行われる。
Therefore, the heater power supply 23 and the collector power supply 27,
And the body power supply 26 is operated continuously, but the anode power supply 25 is operated again by the next master pulse 29 after the repetition time (Tc) 30 and this operation is repeated thereafter. And appropriate continuous aging adjustment is performed.

【0052】第4実施の形態は請求項4に係り、ジャイ
ロトロン1における異常動作を防止するものであり、上
記第1乃至第3実施の形態と同様の構成部分について
は、説明を省略して異なる部分を重点に説明する。上記
図1に示すジャイロトロン制御装置においては、前記ヒ
ータ電源23とアノード電源25、及びボディ電源26とコレ
クタ電源27を独立して設けると共に、制御回路28により
各電源を統括制御することが可能な構成としている。
The fourth embodiment relates to claim 4 and is intended to prevent an abnormal operation in the gyrotron 1. The description of the same components as those in the first to third embodiments will be omitted. The explanation focuses on the different parts. In the gyrotron control device shown in FIG. 1, the heater power supply 23 and the anode power supply 25, and the body power supply 26 and the collector power supply 27 are provided independently, and the respective power supplies can be integrally controlled by the control circuit 28. It has a configuration.

【0053】また、上記図2乃至図5の各運転モードで
も示したように、ボディ電源26をアノード電源25よりも
早いタイミングで立ち上げるように構成する。即ち、ア
ノード電極4にアノード電圧を加えるアノード電源25を
ONするタイミングを、ボディ電源26がONされた後に
設定している。
Also, as shown in the respective operation modes of FIGS. 2 to 5, the body power supply 26 is configured to start up earlier than the anode power supply 25. That is, the timing of turning on the anode power supply 25 for applying the anode voltage to the anode electrode 4 is set after the body power supply 26 is turned on.

【0054】次に、上記構成による作用について説明す
る。ジャイロトロン1において、ヒータ電源23とヒータ
3aによりカソード電極3が加熱されていて、もしも、
ボディ部8及びコレクタ部15に対する電圧が加わらぬ状
態で、アノード電源25からアノード電極4にのみ電圧が
加わる場合を想定する。
Next, the operation of the above configuration will be described. In the gyrotron 1, the cathode electrode 3 is heated by the heater power supply 23 and the heater 3a.
It is assumed that a voltage is applied only from the anode power supply 25 to the anode electrode 4 with no voltage applied to the body 8 and the collector 15.

【0055】この場合には、アノード電極4におけるア
ノード電圧により、前記カソード電極3から放出された
熱電子は、電子ビームとして引き出されるが、ボディ部
8及びコレクタ部15に電圧が加わっていないために、ジ
ャイロトロン1として発振が行われず、従って、高周波
の出力波が得られないという異常状態が生じる。
In this case, the thermoelectrons emitted from the cathode electrode 3 are extracted as an electron beam due to the anode voltage at the anode electrode 4. However, since no voltage is applied to the body portion 8 and the collector portion 15, , The gyrotron 1 does not oscillate, and therefore an abnormal state occurs in which a high-frequency output wave cannot be obtained.

【0056】しかしながら、アノード電極4にアノード
電圧を加えるアノード電源25を、ボディ電源26がONさ
れた後にONさせることにより、ジャイロトロン1にお
いては、始動当初から正常な発振動作が行われる。これ
により、前記のようなカソード電極3から電子ビームの
みが引き出されるという、異常動作が防止されて、ジャ
イロトロン1の安定運転と共に、核融合装置の運転に対
する健全性が向上する。
However, by turning on the anode power supply 25 for applying the anode voltage to the anode electrode 4 after the body power supply 26 is turned on, the gyrotron 1 performs a normal oscillating operation from the start. Thus, an abnormal operation in which only the electron beam is extracted from the cathode electrode 3 as described above is prevented, and the stability of the gyrotron 1 and the soundness of the operation of the nuclear fusion device are improved.

【0057】第5実施の形態は請求項5に係り、ジャイ
ロトロン1における出力を安定化するものであり、上記
第1乃至第3実施の形態と同様の構成部分については、
説明を省略して異なる部分を重点に説明する。
The fifth embodiment relates to claim 5 and is for stabilizing the output of the gyrotron 1. The same components as those of the first to third embodiments are described below.
The description will be omitted, and different parts will be mainly described.

【0058】上記図1に示すジャイロトロン制御装置に
おいては、前記ヒータ電源23とアノード電源25、及びボ
ディ電源26とコレクタ電源27を独立して設けると共に、
制御回路28により各電源を統括制御することが可能な構
成とされている。また、上記図2及び図4のパルス運転
モードでも示したように、コレクタ電源27である図示し
ないサイリスタ変換装置を連続運転する構成としてい
る。
In the gyrotron control device shown in FIG. 1, the heater power supply 23 and the anode power supply 25, and the body power supply 26 and the collector power supply 27 are provided independently.
The configuration is such that each power supply can be totally controlled by the control circuit 28. Further, as shown in the pulse operation mode of FIGS. 2 and 4, the thyristor converter (not shown), which is the collector power supply 27, is operated continuously.

【0059】即ち、コレクタ部15に電圧を加えるコレク
タ電源27は、一般にサイリスタ変換装置を用いている
が、さらに、このコレクタ電源27からコレクタ部15に加
えるコレクタ電圧のスイッチング素子にGTOを使用し
ている。従って、コレクタ電源27としてのサイリスタ変
換装置を連続運転しても、前記GTOをONしなけれ
ば、コレクタ部15にコレクタ電圧は加わらない。
In other words, a collector power supply 27 for applying a voltage to the collector section 15 generally uses a thyristor converter, but further uses a GTO as a switching element for the collector voltage applied from the collector power supply 27 to the collector section 15. I have. Therefore, even if the thyristor converter as the collector power supply 27 is continuously operated, the collector voltage is not applied to the collector unit 15 unless the GTO is turned on.

【0060】次に、上記構成による作用について説明す
る。ジャイロトロン1におけるパルス運転及びパルスエ
ージング運転の場合に、コレクタ部15に対してパルス状
の断続したコレクタ電圧を加える。
Next, the operation of the above configuration will be described. In the case of the pulse operation and the pulse aging operation in the gyrotron 1, a pulsed intermittent collector voltage is applied to the collector unit 15.

【0061】この際にコレクタ電源27のサイリスタ変換
装置を、前記スイッチング素子のGTOの動作に合わせ
てON,OFFさせると、サイリスタ変換装置からGT
Oを介して出力されて、コレクタ部15に加えられるコレ
クタ電圧にバラツキを生じることから、ジャイロトロン
1が出力する高周波の安定性に影響が生じる不具合があ
った。
At this time, when the thyristor converter of the collector power supply 27 is turned on and off in accordance with the operation of the GTO of the switching element, the thyristor converter turns the GT on.
There is a problem that the stability of the high frequency output from the gyrotron 1 is affected since the output is output via O and the collector voltage applied to the collector unit 15 varies.

【0062】しかしながら、コレクタ電源27のサイリス
タ変換装置については連続運転をさせておき、コレクタ
部15へパルス状にコレクタ電圧を加える時にのみ、前記
GTOを作動させることで、コレクタ部15にバラツキの
ないコレクタ電圧が供給される。これにより、ジャイロ
トロン1からの高周波出力を安定に保つことができるこ
とから、ジャイロトロン1と共に、核融合装置運転の安
定性が向上する。
However, the thyristor converter of the collector power supply 27 is operated continuously, and the GTO is operated only when the collector voltage is applied to the collector section 15 in a pulsed manner, so that the collector section 15 has no variation. A collector voltage is supplied. Thereby, since the high frequency output from the gyrotron 1 can be kept stable, the stability of the operation of the fusion device together with the gyrotron 1 is improved.

【0063】第6実施の形態は請求項6に係り、ジャイ
ロトロン制御装置におけるパルス運転時の異常現象を防
止するものであり、上記第1乃至第3実施の形態と同様
の構成部分については、説明を省略して異なる部分を重
点に説明する。上記図1に示すジャイロトロン制御装置
においては、前記ヒータ電源23とアノード電源25、及び
ボディ電源26とコレクタ電源27を独立して設けると共
に、制御回路28により各電源を統括制御することが可能
な構成とされている。
The sixth embodiment relates to claim 6 and is intended to prevent an abnormal phenomenon at the time of pulse operation in the gyrotron control device. The same components as those in the first to third embodiments are described below. The description will be omitted, and different parts will be mainly described. In the gyrotron control device shown in FIG. 1, the heater power supply 23 and the anode power supply 25, and the body power supply 26 and the collector power supply 27 are provided independently, and the respective power supplies can be integrally controlled by the control circuit 28. It has a configuration.

【0064】また、上記図2のジャイロトロン1のパル
ス運転モードに示したように、コレクタ部15に加えるコ
レクタ電圧について、ボディ電源26及びアノード電源25
を停止したことにより、ジャイロトロン1内で電子ビー
ムが消滅するAmS後に、停止させる構成としている。
As shown in the pulse operation mode of the gyrotron 1 in FIG. 2, the collector voltage applied to the collector section 15 is controlled by the body power supply 26 and the anode power supply 25.
Is stopped, and after AmS when the electron beam is extinguished in the gyrotron 1, the gyrotron 1 is stopped.

【0065】次に、上記構成による作用について説明す
る。ジャイロトロン制御装置における前記コレクタ電源
27とボディ電源26及びアノード電源25については、それ
ぞれ放電時定数が異なる構成となっている。従って、パ
ルス運転中にコレクタ電源27とボディ電源26及びアノー
ド電源25を同時に停止すると、最初にコレクタ部15の電
圧が0Vとなり、このために、放電時定数の長いボディ
電源26に電流が流れ込む現象が起こる不具合があった。
Next, the operation of the above configuration will be described. The collector power supply in the gyrotron controller
27, the body power supply 26, and the anode power supply 25 have different discharge time constants. Therefore, when the collector power supply 27, the body power supply 26, and the anode power supply 25 are simultaneously stopped during the pulse operation, the voltage of the collector unit 15 first becomes 0 V, and therefore, a current flows into the body power supply 26 having a long discharge time constant. There was a problem that occurred.

【0066】しかしながら、ボディ電源26及びアノード
電源25の停止から、ジャイロトロン1内の電子ビームが
消滅する時間(AmS)を経過した後に、コレクタ電源
27のスイッチング素子であるGTOをOFFさせてい
る。これにより、ボディ部8とアノード電極4に対する
ボディ電圧とアノード電圧がなくなり、さらに、ジャイ
ロトロン1内の電子ビームが消滅した後は、コレクタ部
15へのコレクタ電圧を停止しても、前記ボディ電源26に
電流が流れ込む現象は発生しないので、前記ジャイロト
ロン1における異常現象が防止できる。
However, after a lapse of the time (AmS) when the electron beam in the gyrotron 1 disappears from the stop of the body power supply 26 and the anode power supply 25, the collector power supply
GTO which is a switching element of 27 is turned off. As a result, the body voltage and the anode voltage with respect to the body portion 8 and the anode electrode 4 disappear, and after the electron beam in the gyrotron 1 is extinguished, the collector portion is removed.
Even if the collector voltage to the power supply 15 is stopped, the phenomenon that the current flows into the body power supply 26 does not occur, so that the abnormal phenomenon in the gyrotron 1 can be prevented.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上本発明によれば、コレクタ電源とボ
ディ電源、及びアノード電源とヒータ電源を独立して設
けたことにより、各電源を個別にしかも統括制御するこ
とが容易で、ジャイロトロンのより自由度と安定性の高
い運転及びエージング調整が可能となり、ジャイロトロ
ンと共に核融合装置の信頼性が向上する。
As described above, according to the present invention, since the collector power supply and the body power supply, and the anode power supply and the heater power supply are provided independently, it is easy to individually and collectively control each power supply. Operation and aging adjustment with higher flexibility and stability are possible, and the reliability of the fusion device together with the gyrotron is improved.

【0068】また、アノード電源の変調による出力エネ
ルギー変動のない出力波のモジュレーションが可能とな
り、核融合装置のプラズマ計測装置と本ジャイロトロン
の電源と制御回路を更新することで、ジャイロトロンか
らの出力波のモジュレーションとプラズマ計測装置のタ
イミングを容易に同期させることにより、プラズマ計測
を効率よく行うことができる。
Further, it is possible to modulate the output wave without fluctuation of the output energy due to the modulation of the anode power supply. By updating the plasma measuring device of the nuclear fusion device and the power supply and control circuit of the gyrotron, the output from the gyrotron can be obtained. By easily synchronizing the wave modulation with the timing of the plasma measurement device, the plasma measurement can be performed efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1実施の形態のジャイロトロン
制御装置のブロック構成図。
FIG. 1 is a block diagram of a gyrotron control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第2実施の形態のパルス運転モー
ドのタイムチャート。
FIG. 2 is a time chart of a pulse operation mode according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第2実施の形態の連続運転モード
のタイムチャート。
FIG. 3 is a time chart of a continuous operation mode according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る第3実施の形態のパルスエージン
グ運転モードのタイムチャート。
FIG. 4 is a time chart of a pulse aging operation mode according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る第3実施の形態の連続エージング
運転モードのタイムチャート。
FIG. 5 is a time chart of a continuous aging operation mode according to a third embodiment of the present invention.

【図6】ジャイロトロンの概略構成図。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a gyrotron.

【図7】従来のジャイロトロン制御装置のブロック構成
図。
FIG. 7 is a block diagram of a conventional gyrotron control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ジャイロトロン、2…真空容器、3…カソード電
極、3a…ヒータ、4…アノード電極、5…電子銃部、
6,7,12…絶縁スペーサ、8…ボディ部、9…空胴共
振器、10…モード変換器、11…ミラー、13…可動ミラ
ー、14…出力窓、15…コレクタ部、16…第1超電導磁
石、17…第2超電導磁石、18…断熱真空容器、19…第1
電源、20…第1抵抗、21…第2抵抗、22…第2電源、23
…ヒータ電源、24,28…制御回路、25…アノード電源、
26…ボディ電源、27…コレクタ電源、29…マスターパル
ス(内部同期)、30…繰り返し時間(Tc)、31…入射
開始信号、32…入射終了信号、33…サイリスタ変換装置
ON遅れ時間(Tth)、34…コレクタ電源(GTO)
ON遅れ時間(Tg)、35…ボディ電源インバータON
遅れ時間(Tb)、36…アノード電源インバータON遅
れ時間(Ta)、37…アノード電源出力幅(Tp)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gyrotron, 2 ... Vacuum container, 3 ... Cathode electrode, 3a ... Heater, 4 ... Anode electrode, 5 ... Electron gun part,
6, 7, 12 insulating spacer, 8 body part, 9 cavity resonator, 10 mode converter, 11 mirror, 13 movable mirror, 14 output window, 15 collector section, 16 first Superconducting magnet, 17 ... Second superconducting magnet, 18 ... Insulated vacuum vessel, 19 ... First
Power supply, 20: first resistance, 21: second resistance, 22: second power supply, 23
... heater power supply, 24, 28 ... control circuit, 25 ... anode power supply,
26 ... body power supply, 27 ... collector power supply, 29 ... master pulse (internal synchronization), 30 ... repetition time (Tc), 31 ... incidence start signal, 32 ... incidence end signal, 33 ... thyristor converter ON delay time (Tth) , 34 ... Collector power supply (GTO)
ON delay time (Tg), 35: Body power inverter ON
Delay time (Tb), 36: Anode power inverter ON delay time (Ta), 37: Anode power output width (Tp).

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波発振部とコレクタ部間に電子ビー
ムを減速する電圧を印加してコレクタ部の熱負荷を下げ
ると同時に電子ビームのエネルギーを電源部に回収して
総合効率を上げるジャイロトロン制御装置において、コ
レクタ電源とボディ電源及びアノード電源さらにヒータ
電源を各々独立して設けると共に、これらの電源を制御
する制御回路にジャイロトロンの運転モードを備えたこ
とを特徴とするジャイロトロン制御装置。
1. A gyrotron control for increasing the overall efficiency by applying a voltage for decelerating an electron beam between a high-frequency oscillator and a collector to reduce the thermal load on the collector and simultaneously recovering the energy of the electron beam to a power supply. A gyrotron control device, wherein a collector power source, a body power source, an anode power source, and a heater power source are independently provided, and a control circuit for controlling these power sources is provided with a gyrotron operation mode.
【請求項2】 前記制御回路に備えたジャイロトロンの
運転モードが、パルス運転モード及び連続運転モードで
あることを特徴とする請求項1記載のジャイロトロン制
御装置。
2. The gyrotron control device according to claim 1, wherein the operation modes of the gyrotron provided in the control circuit are a pulse operation mode and a continuous operation mode.
【請求項3】 前記制御回路に備えたジャイロトロンの
運転モードが、パルスエージング運転モード及び連続エ
ージング運転モードであることを特徴とする請求項1記
載のジャイロトロン制御装置。
3. The gyrotron control device according to claim 1, wherein the operation modes of the gyrotron provided in the control circuit are a pulse aging operation mode and a continuous aging operation mode.
【請求項4】 前記制御回路において、ボディ電源をア
ノード電源よりも早期に立ち上げる制御をすることを特
徴とする請求項1記載のジャイロトロン制御装置。
4. The gyrotron control device according to claim 1, wherein the control circuit controls to start the body power supply earlier than the anode power supply.
【請求項5】 前記制御回路に備えたジャイロトロンの
パルス運転モードにおいて、コレクタ電源を連続運転と
することを特徴とする請求項1記載のジャイロトロン制
御装置。
5. The gyrotron control device according to claim 1, wherein a collector power supply is operated continuously in a pulse operation mode of the gyrotron provided in the control circuit.
【請求項6】 前記制御回路に備えたジャイロトロンの
パルス運転モードにおいて、コレクタ電圧をボディ電源
及びアノード電源が停止されてジャイロトロン内の電子
ビームが消滅した後に停止することを特徴とする請求項
1記載のジャイロトロン制御装置。
6. A gyrotron provided in the control circuit, wherein the collector voltage is stopped after a body power supply and an anode power supply are stopped and an electron beam in the gyrotron is extinguished. 2. The gyrotron control device according to 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101531649B1 (en) * 2013-10-30 2015-06-25 한국전기연구원 A power apparatus for a gyrotron and a power supply method using this
WO2024071104A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 京都フュージョニアリング株式会社 Gyrotron power supply device and power supply control method
WO2024071105A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 京都フュージョニアリング株式会社 Power supply device for gyrotron and power control method

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GB2638360A (en) * 2022-09-30 2025-08-20 Kyoto Fusioneering Ltd Power supply device for gyrotron and power control method

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