JPS61191273A - 核融合装置用電源装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 との警明は核融合装置用電源装置に関するものであり、
特に、、バイアス電源からクローバ−素子を排除する１
、と共に反転磁場電源からの電流が前記バイアス電源側
に流れ込むことを防止するようにされた核融合装置用電
源装置に関するものである。

〔従来の技術〕、 第Ｓ図は、従来からのこの種の核融合装置、用電源装置
の概略構成を例示するものである。、このような装置は
、、例えば、文部省昭和５ｇ年度科、学研究費補助金（
総合研究Ａ）研究成果報告書・研究課題番号５ｂｓｔｒ
ｏθｏ４Ｉｙｃ示されている。この第５図において、（
１）はバイアス電源であって、コンデンサＣＢ（ｌｌ）
とクローバ−素子であるダイオードＤ　Ｂ（ｔｏとが並
列にされ、その一方の接続端はスイッチ８Ｗ／（／りお
よびインダクタＬＤ（／Ｊ）の直列回路を通して負荷コ
イルであるトロイダルコイルＬＴ（／ｊ）の、−万端に
接続され、また、その他方の接続端は前記トロイダルコ
イルＬ　Ｔ　（ｔ　ｚ　）の他方端に直接に接、続され
ている。次に、（，２）は反転磁場電源であって、コン
デンサＣｒ（ａｌ）と後述するＰＦＮ回路（３）とがダ
イオードＤｐ（コ３）を介して並列にされており□、こ
の反転磁場電源（２）はスイッチｓｗ、ｚ（、ｚ、２）
を介してｌ・ロイダルコイルＬＴ（１５）に対して並列
に接続されている。そして、（３）は反転磁場を維持す
るためのＰＦＮ回路であり、適数個の並列にされたコン
デンサＣ（３／）と、これらを相互に接続するインダク
タＬ　１）　（３２）とから構成されている。なお、バ
イアス電源（１）に含まれるコンデンサＣＢ（ｌｌ）と
反転磁場電源（２）に含まれるコンデンサ０ｒ（ｘｌ）
とは、互いに逆方向に充電されるものである。また、第
６図は、上記された従来例装置においてトロイダルコイ
ルＬＴ（ｌりおよびインダクタＬＤ（／、７）に流れる
電流波形を例示するものである。

こ〜で、上記された従来例装置の動作について説明する
。先ず、バイアス電源（１）内のコンタク１　　　サＣ
Ｂ（ｌｌ）、反転磁場電源（２）内のコンデンサＣｒ（
ａｔ）およびＰＦ’Ｎ回路（３）内のコンデンサＣｐ（
３１）を、第６図で例示されているような方向に光電す
る。次いで、スイッチ８Ｗ／（／２）を閉じ、インダク
タＬＤ　（ｔ　３　）およびトロイダルコイルＬＴ（ｔ
Ｓ）を通してコンデンサＣＢ（ｌｌ）からの放電を開始
する。このとぎには、インダクタＬＤ（１３）に流れる
電流工、はトロイダルコイルＴＬ（／ｊ）に流れる電流
工、に等しく、このような状態は放電開始時点１＝１．
から反転開始時点１＝１．まで続行され、これＫより、
トロイダルコイル’ｒＬ（ｌｔ）に順方向のバイアス磁
場が発生ずる。ぞして、前記反転開始時点１＝１．にオ
６いて反転磁場電源（２）内のスイッチ５Ｗ２（，２２
）が閉じる。このため、トロイダルコイルＴ　Ｌ　（ｔ
　！ｒ　）には反転磁場電源（２）内のコンデンサＣｒ
（−〇からこれまでとは逆方向の電流が流れ始め、前記
トロイダルコイルＬＴ　（ｉ　ｚ　）に流れる電流Ｉ、
は急減し−Ｃ１その極性が反転する。これと同時に、前
記コンデンサＣｒ（Ｊ／）からの電流はダイオードＤ　
Ｂ（ｔ　ｑ　）を通じてインダクタＬＤ（／Ｊ）に流れ
、こ〜での電流は増大する。

こ又で、プラズマについていえば、反転開始時点を二ｔ
、においてプラズマ電流が急激に増大し、高温・高密度
のプラズマが生じることになる。例えば、逆転磁場ピン
チ装装置におい゛ては、高温・高密度のプラズマの閉込
めを行うために、当該装置に含まれるトロイダルコイル
□は略々一定の反転磁場を保持しなくてはならないこと
から、ＰＦＮ回路（３）からの略々一定の逆方向電流を
トロイダルコイルＬＴ（／ｊ）に対して流さなければな
らない。

どのようにして、反転完了時点１＝１Ｊから主放電終了
時点１＝１．にわたる時筒内にプラズマの閉込めがなさ
れるけれども、この間は、前記ＰＦＮ回路（３）からの
電流がトロイダルコイルＬ　（／！ｒ）おヨヒインダク
タＬｒ、　（ｉ　ｊ　）の双方に流れることになる。な
お、インダクタＬＤ（／、７）は、反転磁場□電源（２
）内のコンタク、すＣｒ（コｌ）の放電によってバイア
ス電源（１）内のコンデンサ□ＣＢ（ｌｌ）が急激に充
′電しないようにするためのものであ゛す、通常は、Ｌ
　Ｄ二（Ｑ　！ｒ　−４’　）　Ｘ　Ｌ　Ｔなる値のも
のが選択・使用される。また、バイアス磁場は数Ｋ（）
ないし／　ＯＫＧ程度であり、反転磁場は−１（：ＶＫ
Ｃｋ程度である。

〔発明が解決しようとする間１題薫〕　　　　　　□（
４） 従来のこの種の装置においては、前述されたように、ト
ロイダルコイルＬ、ｐ　（ｉ　！ｒ　）の励磁に加えて
バイアス電源内のインダクタＬＤ（／Ｊ）の励磁をする
ようにされており、そのため、後者に流れる電流は前者
に流れる電流よりもはるかに大きくされることから、□
そのための電流とじて用いられる　′ＰＦＮ回路（３）
および反転磁場電源（２）内のコンデンサＣｒ（コｌ）
等をより大型のものにしなければならないという問題点
がｉっだ。また、前記トロイダルコイルＬＴ（／、ｔ）
およびインダクタＬＤ（１３）の時定数を等じくするこ
とは困難であり、前者に流□れる電流は′後者に□流れ
゛る電流によって著しい影響な受けて一定の電流を流す
ことが困難となり、第６図に例示されているΔｔ７□の
ようなリップルを生□′じ、この結果□としてプラズマ
の閉込め特性が劣化するという間−憲があった。　　　
　゛この発明゛は上記さ□れた問題点を解゛決′ンるた
めにな−ｉｈたもの゛であづて、反転磁場電源のための
電気的エネルギを節約し、トロイダルコイルに流れる逆
方向電流を一定とし、逆転磁場ピンチグッズマの閉込め
を改善することのできる核融合装置用電源装置を提供す
ることをその目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る核融合装置用電源装置は、例えば逆転磁
場ピンチ装置のような核融合装置の負荷コイル（例えば
トロイダルコイル）に通電するための電源装置であって
、ＰＦＮ回路を含む反転磁場電源およびバイアス電源か
らなり、このバイアス電源はコンデンサとサイリスタの
ようなスイッチ手段とインダクタとの直列回路から構成
されると共に前記バイアス電源からクローバ−素子が排
除されているものである。

〔作用〕

この発明によれば、反転磁場電源から負荷コイルへの通
電をしているときに１バイアス電源内のインダクタに対
する前記反転磁場電源からの通電が阻止される。

〔確崩φ実施例〕

第１図は、この発明の実施例である核融合装置用電源装
置の概略構成図であり、第２図は、上記実施例装置にお
いてトロイダルコイルＬＴ　（／　！；　）およびイン
ダクタＬＤ（／Ｊ）に流れる電流波形の例示図テする。

先ず、第１図において、バイアス電源（１）はコンデン
サＣＢ（ｔ　ｉ　）、サイリスタ５ＣＲ（／６）および
インダクタｒ−Ｄ、（ｔ　３）の直列回路からなるもの
であり、これはトロイダルコイルＬＴ（ｔｓ）に並列に
なるようにされている。また、反転磁場電源（λ）およ
びＰＦＮ回路（３）は第Ｓ図の従来例装置のものと同様
な構成にされている。

と工で、上記されたこの発明の実施例装置の動作につい
て説明する。先ず、バイアス電源（１）内のコンデンサ
ＣＢ（／／）、反転磁場電源（−）内のコンデンサ０ｒ
（２／）およびＰＦ’Ｎ回路（３）内のコンデンサＣｐ
（、？／）を、第１図で例示されているような方向に充
電する。次に、サイリスタ５ｅＲ（１６）のゲートに所
定の点弧パルスを印加してこれを点弧させ、トロイダル
コイルＬＴ（／＆）に対する放電が開始される。第２図
の時点１＝１．においてスイッチＳＷａ　（−一）が閉
じて、これまでとは逆方向の電流が反転磁場電源（２）
内のコンデンサｃｒ（コｌ）から流れ始めるけれども、
インタリタＬＤ（／Ｊ）を通るような電流は流れない。

そして、このインダクタＬＤ（／Ｊ）を通る電流が時点
１＝１７においてゼロになったときには、サイリスタ８
ＣＲ（／６）には点弧パルスが印加されていないことか
ら、このサイリスタ８ＣＲ（／　４　）は消弧し、８０
Ｒ（ｔｂ　）−ＬＤ（／、？）−ｒ、Ｔ（ｌｙ）−ｃＢ
（ｉｔ）の回路は開放され、電気的に切離される。そし
て、時点１＝１．において磁場の反転が完了し、その時
点においてトロイダルコイルＬＴ（／ｊ）を流れる電流
は時点１＝１．までＰＦ’Ｎ回路（３）によって保持さ
れ、プラズマの閉込めがなされる。

以上説明されたように、この発明の実施例装置によれば
、バイアス電源（１）内のインダクタＬＤ（１３）を含
む回路を開放するようにされており、このために、トロ
イダルコイルＬＴ（ｌｒ）を流れる電流がインダクタＬ
Ｄ（１３）を流れる電流で影響を受けることはなくなり
、第一図の電流波彫工、で示されるような、リップルの
ない電流波形かえられ（ｇ） る。

＄３図は、この発明の別異の実施例装置の概略構成図で
ある。この第３図において、サイリスタ電源（１７）は
第１図の装置におけるコンデンサＣＢ（ｌｌ）と並列に
接続されたものであり、また、トランジスタ電源（３３
）はＰＦＮ回路（３）と置換されたものである。また、
第ｑ図は、上記別異の実施例装置に８ける電流波形の例
示図であり、こ〜に、ｔ／／はバイアス立上げ時点、ｔ
７．は反転開始時点、ｔｔ＆は反転完了時点、ｔ／４１
はインダクタＬＤ（１３）に対する電流のしゃ断時点、
ｔｉｓは放電終了時点である。

この別異の実施例装置においては、バイアス電源（１）
内でサイリスタ電源（１７）が用いられているために、
時点ｔ／／から時点ｔ／Ｊにわたって電流をフラットに
保持することができる。この場合、反転磁場がかけられ
ているときに、時点１．から時点ｔ１．にわたり、トロ
イダルコイルＬＴ（ｌＳ）を流れる電流に対してバイア
ス電源（１）側からの影響力ないために、リップルのな
いフラットな電流を当該コイルに流すことができる。な
お、これらの実施例において、サイリスタ５ＣＲ（／６
）に代えて適当なダイオードを用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明されたように、この発明によれば、バイアス電
源からクローバ−用の素子を排除し、前記バイアス電源
内のインダクタと直列にサイリスタまたはダイオードを
接続させる構成にされているために、反転磁場電源側か
らバイアス電源側に電流が流れることが防止されること
から、電源容量を減少することが可能であり、また、前
記双方の電源が独立して動作できることから、相互の干
渉がなくなり、トロイダルコイルに対してリップルのな
いフラットな逆方向電流が流れて、逆転磁場ピンチプラ
ズマの閉込めが改善される等の効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例である核融合装置用電源装
置の概略構成図、第一図は、上記実施例装置における電
流波形の例示図、第３図は、この発明の別異の実施例装
置の概略構成図、第７図は、上記別異の実施例装置にお
ける電流波形の例示図、第り図は、従来例装置の概略構
成図、第６図は、上記従来例装置における電流波形の例
示図である。 （１）・・バイアス電源、（２）・・反転磁場電源、（
３）・・・ＰＦＮ回路、（ｔｉ）・・コンデンサ、（１
３）・・インダクタ、（１５）・・トロイダルコイル（
負荷コイル）、（１６）・・サイリスタ、（／７）・サ
イリスタ電源、（３３）・・トランジスタ電源。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第６図 手続補正書（自発） 昭和。１．４ラ　畳。　日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）核融合装置に設けられた負荷コイルに通電するた
   めの電源装置であつて、ＰＦＮ回路を含む反転磁場電源
   およびバイアス電源からなり、前記バイアス電源はコン
   デンサとサイリスタとインダクタとの直列回路から構成
   されている核融合装置用電源装置。
2. （２）前記バイアス電源内のサイリスタはダイオードで
   置換されている特許請求の範囲第１項記載の核融合装置
   用電源装置。
3. （３）前記バイアス電源内のコンデンサと並列にサイリ
   スタ電源が接続されている特許請求の範囲第１項記載の
   核融合装置用電源装置。
4. （４）前記反転磁場電源内のＰＦＮ回路はトランジスタ
   電源で置換されている特許請求の範囲第１項記載の核融
   合装置用電源装置。