JPH01114917A

JPH01114917A - 電源装置

Info

Publication number: JPH01114917A
Application number: JP27386087A
Authority: JP
Inventors: Shinzaburo Matsuda; 松田　慎三郎; Hiroshi Ikeda; 博池田
Original assignee: Toshiba Corp; Japan Atomic Energy Research Institute
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Atomic Energy Agency
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-08

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、核融合装置の中性粒子入射装置用電源装置の
アーク電源装置等に使用される電源装置に関するもので
ある。

（従来の技術）中性粒子入射装置用電源装置はプラズマ化された気体中
のイオンを加速し、途中でこれを中性化したものを他の
プラズマ等に入射するためのイオン発生、及び加速用の
高電圧直流電源装置である。アーク電源装置は中性粒子
入射装置用電源装置の中のイオン生成用電源であり、加
速電源装置の高電位部に位置する直流電源装置である。

その代表的な回路図を第２図に示す。

第２図において、１は交流し中断器、２は降圧変圧器、
３は交流出力電圧を制御する交流制御サイリスタスイッ
チ、４は大地レベルの電位と加速電源装置高電位部の電
位を絶縁する絶縁変圧器、５は交流電圧を直流電圧に変
換する整ｉ器、６は整流ｉ５５の出力電圧を平滑する平
滑回路、７は負荷に供給する電力の開閉を行なうオンオ
フ可能表制御整流素子（以下ＧＴＯと略す。）、８は負
荷、９は交流制御サイリスタスイッチの出力電圧を降圧
する補助変圧器、１０は補助変圧器９によって降圧され
た交流電圧を直流電圧に変換する整流回路、１１は点弧
角の基準を検出するための計器用変圧器、１１は電圧基
準発生器、Ｉ６は電圧基準信号５１と交流出力電圧信号
５２の差を求める演算回路、１２は演算回路１６よシ得
られた差を入力して出力電圧が電圧基準と等しく唸るよ
う制御する定電圧制御回路、１３は点弧相と点弧タイミ
ングを決定する位相制御回路、１４は・９ルスアンデ回
路である。

第２図において、直流出力電圧を制御するのに交流電圧
をフィードバックしているが、これは、負荷が純抵抗性
でないため電圧と電流の関係が一定しておらず、直流電
圧をフィードバックして定電圧制御を行うと電流が一定
せず不安定現象を生じるため、絶縁変圧器のレギエレー
シ璽ン機能を利用するためである。

第２図の回路の運転パターンの一例を第３図に示す。ア
ーク電源は加速電源出力電圧を立ち上げが時刻１．より
ｔ１秒（通常、数ｍｓ〜１秒程度）前に、交流制御テイ
リスクスイッチ及び直流側Ｇ’Ｅｔ）をオンして゛出力
電圧を立上げ、時刻ｔ０より１゜秒前（通常数ｆｆ１１
〜数十ｍｓ　）にＧＴＯをオフし、時刻１．で、加速電
源と同期してＧＴＯを再びオンする。これは、アーク電
源の立上υ波形と加速電源の立上シ波形をマツチングす
るために行われている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、第３図の様な運転・々ターンに対し、第２図の
回路で制御を行うと、交流制御サイリスタスイッチの位
相制御は交流電圧をフィードバックしている為、直流側
ＧＴＯがオフし、交流制御サイリスタスイッチがオンし
ている期間ｔ、は交流制御サイリスタスイッチの位相が
しぼられず、直流側の平滑コンデンサがピーク充電され
、時刻ｔ０で加速電源と同期してアーク電源のＧＴＯ力
再びオンした際にオーパージ鳥−トがでてしまうという
不具合がありた。

本発明の目的は前述した不具合を解消し、ＧＴＯをオン
した際に直流出力電圧にオーバシェードが発生しない電
源装置を提供することである。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するため、交流電圧を交流制御
テイリスクスイッチと整Ｒ器を用いて直流電圧に変換し
、コンデンサ、リアクトル、抵抗等から成る平滑回路と
オン、芽７可能な制御整流素子を有し、交流制御サイリ
スタスイッチの出力電圧を制御すると共に、オンオフ可
能な制御整流素子のオンオフにより負荷に供給する電力
をオン、オフする電源装置において、前記交流制御サイ
リスタスイッチ運転中に、前記オン、オフ可能な制御整
流素子をオフする場合はオフ期間中電圧制御基準を適切
な値だけ小さくする手段を設ける構成としたものである
。

（作用）かかる構成の本発明にあっては、直流側のＧＴＯをオフ
した際に交流電圧制御基準を小さくし、交流サイリスタ
スイッチ３０点弧位相を遅らせることにより、直流平滑
回路のコンデンサの過充電が防止でき、ＧＴＯをオンし
たタイミングで交流電圧制御基準を元の値にもどすこと
により直流出力電圧のオーバシェードをなくシ、スムー
ズな制御が可能となる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図に示す。第１図において、第
２図と同一の要素は同一の符号とし説明を省略する。１
８は補正電圧基準発生器、１９は電圧基準発生器１７の
出力と補正電圧基準発生器１８の出力を加える加算回路
、２ｏは補正電圧基準発生器１８の出力をオン、オフす
るアナログスイッチ、５３は交流制御サイリスクスイッ
チめオン、オフ信号、５４はＧＴＯ７のオンオフを決定
するＧＴＯオンオツオフ、２１はＧＴＯオンオフフ信号
５４を反転する反転回路である。信号５４は良でＧＴＯ
オンオフナログスイッチは間でオンとする。

第１図において、交流制御サイリスタスイッチＩ３と直
流側ＧＴＯスイッチがオンのときはアナログスイッチ２
０はオフで電圧基準信号ＳＫＩ／Ｃは、電圧基準発生器
１７の出力電圧Ｖ、が与えられ、交流出力電圧は電圧基
準発生器１７の出力電圧ｖ１に相当する電圧に一致する
よう制御される。

直流側ＧＴＯスイッチ７がオフとなるとアナログスイッ
チ２０がオンとなシ、電圧基準信号５１は電圧基準発生
器１７の出力電圧ｖ１と補正電圧基準１８の出力電圧−
ΔＶとを加えた値ｖ１−ΔＶとなる。このため電圧基準
信号５Ｉの値が交流出力電圧信号５２よシ小さくなシ、
定電圧制御回路Ｉ２により交流制御サイリスタスイッチ
３の点弧位相が遅れ、交流出力電圧はｖｌ−ΔＶ相当と
な）、平滑回路６内のコンデンサへの過充電は防止され
る。なぜなら直流整流回路の負荷側にコンデンサがある
ときは、負荷８が十分小さくて、コンデンサがピーク充
電されまい場合と、直流側ＧＴＯ７がオフして、直流負
荷抵抗が無限大に近くコンデンサがピーク充電される場
合とでは直流電圧が異なる。

従りて、直流側ＧＴＯ７オフ時には交流制御サイリスタ
スイッチ３の出力電圧のピーク値が直流側ＧＴＯ７オン
時の平均電圧よシ小さくなるよう交流制御サイリスタス
イッチ３の点弧位相を遅らせてやる必要がある。一般に
アーク電源においては直流リプルを数％以下にする必要
があシ、直流側コンデンサは非常に大きな値となる。例
えば出力電圧１２０Ｖ、出力電流１２００Ａでコンデン
サが０．５Ｆ程度必要となる。このため、電圧基準が変
化し交流出力電圧が小さくなるまで数ｍｍ遅れても、コ
ンデンサを過充電する値はわずかであシ、問題にならな
い。次に直流側ＧＴＯ７をオンするとアナログスイッチ
２０はオフとなシ、電圧基準信号５１は再びＶ、となり
、直流出力電圧は、オーバシェードすることなくスムー
ズに制御される。本発明では、定電圧制御を行ないなが
ら、電圧基準値を変化させるので直流側ＧＴＯ、オン時
、オフ時ともオーバーシェートアンダーシェートなくス
ムーズに直流出力電圧を制御できる。

すなわち、直流側ＧＴＯ７のオンオフに従って電圧基準
信号５１の値をｖｌとｖｌ−ΔＶとに切シ換え、直流側
ＧＴＯ７がオフ時には、平滑回路６内のコンデンサを過
充電しないよう交流制御サイリスタスイッチ３の点弧位
相を遅らせることにより、直流側ＧＴＯを再度オンした
時、直流電圧をオーツ９シエードすることなくスムーズ
に制御できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、直流側ＧＴＯ７が
オンしているときは、電圧基準発生器Ｉ７の出力電圧Ｖ
、を電圧基準信号値とし、直流側ＧＴＯ７がオフしてい
るときはＶ、に補正電圧基準発生器１８の出力−ΔＶを
加え、電圧基準信号値をｖｌ−ΔＶとし、交流制御サイ
リスタスイッチを制御することにより直流平滑回路６内
のコンデンサを過充電することなく直流出力電圧をスム
ーズに制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のプ゛占ツク図、第２図は従
来のアーク電源装置のブロック図、第３図は第２図の回
路の運転・母ターンの一例である。１・・・交流し中断器、２・・・降圧変圧器、３・・・
交流制御サイリスタスイッチ、４・・・絶縁変圧器、５
・・・整流器、６・・・平滑回路、７・・・ｆ−）ター
ンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、８・・・負荷、９・・・
補助変圧器、１０・・・整流回路、１１・・・計器用変
圧器、１２・・・定電圧制御回路、１３・・・位相制御
回路、１４・・・パルスアンプ、１５・・・フィルタ回
路、１６・・・演算回路、１７・・・電圧基準発生器、
１８・・・補正電圧基準発生器、１９・・・加算回路、
２０・・・アナログスイッチ、２１・・・反転回路、５
１・・・電圧基準信号、５２・・・交流出力電圧信号、
５３・・・交流制御サイリスタスイッチオンオフ信号、
５４・・・ＧＴＯオンオフ信号。

Claims

【特許請求の範囲】

交流電圧を交流制御サイリスタスイッチと整流器を用い
て直流電圧に変換し、コンデンサ、リアクトル、抵抗等
から成る平滑回路とオン、オフ可能な制御整流素子を有
し、交流制御サイリスタスイッチの出力電圧を制御する
と共に、オンオフ可能な制御整流素子のオンオフにより
負荷に供給する電力をオン、オフする電源装置において
、前記交流制御サイリスタスイッチ運転中に、前記オン
、オフ可能な制御整流素子をオフする場合はオフ期間中
電圧制御基準を適切な値だけ小さくする手段を具備した
ことを特徴とする電源装置。