JPH0145726B2 - - Google Patents
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- JPH0145726B2 JPH0145726B2 JP57018328A JP1832882A JPH0145726B2 JP H0145726 B2 JPH0145726 B2 JP H0145726B2 JP 57018328 A JP57018328 A JP 57018328A JP 1832882 A JP1832882 A JP 1832882A JP H0145726 B2 JPH0145726 B2 JP H0145726B2
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- Japan
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- coil
- magnetic field
- lead
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- slit
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
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- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F2007/062—Details of terminals or connectors for electromagnets
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、たとえば核融合実験装置のヘリカ
ルコイル、トロイダルコイル、ポロイダルコイル
や荷電粒子加速器等に使用される電磁石コイルの
リード部の構造に関するものである。
ルコイル、トロイダルコイル、ポロイダルコイル
や荷電粒子加速器等に使用される電磁石コイルの
リード部の構造に関するものである。
（従来の技術）
従来この種装置のコイルの作る磁場でプラズマ
をとじ込めたり、プラズマ制御、荷電粒子の偏向
等を行うとき一般に誤差磁場という「磁場の乱
れ」があると、プラズマとじ込めや制御、荷電粒
子の偏向等に悪影響を与えるため誤差磁場を極力
小さくする必要がある。このためコイルの巻き精
度、配置精度等は非常に高いものが要求されるば
かりでなく、電流の流入および流出リード部の作
る磁界がコイル部で作る正常な磁界に悪影響を与
えないように種々の工夫が従来よりなされてい
た。
をとじ込めたり、プラズマ制御、荷電粒子の偏向
等を行うとき一般に誤差磁場という「磁場の乱
れ」があると、プラズマとじ込めや制御、荷電粒
子の偏向等に悪影響を与えるため誤差磁場を極力
小さくする必要がある。このためコイルの巻き精
度、配置精度等は非常に高いものが要求されるば
かりでなく、電流の流入および流出リード部の作
る磁界がコイル部で作る正常な磁界に悪影響を与
えないように種々の工夫が従来よりなされてい
た。
従来のこの種の装置、例えばステラレータ型核
融合実験装置のヘリカルコイルリード部構造とし
て第１図ないし第３図に示すものがあつた。図に
おいて、ヘリカルコイル１は真空容器４の外側に
数本直列もしくは並列でヘリカル状に数回巻回さ
れ、リード部２，３により給電される。このリー
ド部２，３は第２図および第３図に示すように平
行導体構造をなし、リード間は絶縁物（図示して
いない）を介し可能なかぎり密着させることで誤
差磁場を少くし、またリード部にかゝる電磁力を
低下させている。なお、このリード部２，３はコ
イル１とは別途に同材質の銅で製作され、コイル
１とロウ付け部Ｒにて、ロウ付けされている。
融合実験装置のヘリカルコイルリード部構造とし
て第１図ないし第３図に示すものがあつた。図に
おいて、ヘリカルコイル１は真空容器４の外側に
数本直列もしくは並列でヘリカル状に数回巻回さ
れ、リード部２，３により給電される。このリー
ド部２，３は第２図および第３図に示すように平
行導体構造をなし、リード間は絶縁物（図示して
いない）を介し可能なかぎり密着させることで誤
差磁場を少くし、またリード部にかゝる電磁力を
低下させている。なお、このリード部２，３はコ
イル１とは別途に同材質の銅で製作され、コイル
１とロウ付け部Ｒにて、ロウ付けされている。
第４図は第３図の矢視Ｂ方向を示す正面図で、
リード部における電流の流れの状態を示したもの
である。
リード部における電流の流れの状態を示したもの
である。
（発明が解決しようとする課題）
従来のコイルリード部は以上のように構成され
ているので、最近のように装置の大型化に伴うコ
イル形状の大型化、大電流通電化やより精密な磁
場が必要になるにつれて、誤差磁場が大きくな
り、コイル部で作る正常な磁界に悪影響を与え、
プラズマとじ込めや制御に支障をきたすといつた
問題点があつた。
ているので、最近のように装置の大型化に伴うコ
イル形状の大型化、大電流通電化やより精密な磁
場が必要になるにつれて、誤差磁場が大きくな
り、コイル部で作る正常な磁界に悪影響を与え、
プラズマとじ込めや制御に支障をきたすといつた
問題点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、コイルとリードと
の結合部近傍に切欠きを設けることにより、コイ
ルの誤差磁場を極少としリード部の磁界がコイル
部の正常な磁界に悪影響を与えない核融合実験装
置や荷電粒子加速器等のコイル装置を提供するこ
とを目的としている。
去するためになされたもので、コイルとリードと
の結合部近傍に切欠きを設けることにより、コイ
ルの誤差磁場を極少としリード部の磁界がコイル
部の正常な磁界に悪影響を与えない核融合実験装
置や荷電粒子加速器等のコイル装置を提供するこ
とを目的としている。
（課題を解決するための手段）
この出願の発明に係るコイル装置は、コイルと
電流の流入および流出リードとの分岐部に切欠き
を設けたものである。
電流の流入および流出リードとの分岐部に切欠き
を設けたものである。
（作用）
この出願の発明に係るコイル装置の切欠きは、
コイルと電流の流入および流出リードとの分岐部
に発生する電流ループを小さくする。
コイルと電流の流入および流出リードとの分岐部
に発生する電流ループを小さくする。
（実施例）
以下、この発明の一実施例についてコイルとリ
ードとの結合部近傍に切欠きの一例としてスリツ
トを設けた場合を例に説明する。第５図は第１図
Ａ部に本発明を適用した場合を示す。図におい
て、６はコイルリードでリード立上り部にスリツ
トＳが設けられている。又、リード５もリード６
と同様のスリツトＳを有しているが図中ではリー
ド６の裏側に当る為表示されていない。尚、両リ
ード５，６はロウ付け面Ｒにてコイル１にロウ付
けされている。この様なスリツトＳを有する構部
のコイルのうち、ヘリカルコイルの１例について
リード部の作る誤差磁場の計算結果を第６図に示
す。
ードとの結合部近傍に切欠きの一例としてスリツ
トを設けた場合を例に説明する。第５図は第１図
Ａ部に本発明を適用した場合を示す。図におい
て、６はコイルリードでリード立上り部にスリツ
トＳが設けられている。又、リード５もリード６
と同様のスリツトＳを有しているが図中ではリー
ド６の裏側に当る為表示されていない。尚、両リ
ード５，６はロウ付け面Ｒにてコイル１にロウ付
けされている。この様なスリツトＳを有する構部
のコイルのうち、ヘリカルコイルの１例について
リード部の作る誤差磁場の計算結果を第６図に示
す。
第６図は第７図に示すモデルに対し、スリツト
深さｌ（第８図参照）をパラメータに点ア，イ，
ウの位置における誤差磁場を計算したものであ
る。（BX）アは点アにおけるＸ方向の誤差磁場、
（BZ）アは点アにおけるＺ方向の誤差磁場をそれ
ぞれ示す。なお、Ｙ方向の誤差磁場は小さいため
表示していない。
深さｌ（第８図参照）をパラメータに点ア，イ，
ウの位置における誤差磁場を計算したものであ
る。（BX）アは点アにおけるＸ方向の誤差磁場、
（BZ）アは点アにおけるＺ方向の誤差磁場をそれ
ぞれ示す。なお、Ｙ方向の誤差磁場は小さいため
表示していない。
以下に誤差磁場の計算法を説明する。プラズマ
の必要とする理想的な磁場はヘリカル状に電流が
流れる時に得られるが、リード近傍ではヘリカル
状とはならずこれが誤差磁場の原因となる。
の必要とする理想的な磁場はヘリカル状に電流が
流れる時に得られるが、リード近傍ではヘリカル
状とはならずこれが誤差磁場の原因となる。
従つて、誤差磁場は第５図に示すようなリード
部２，３を含んだコイルに流れる電流が発生する
磁場から、リード部２，３が分岐していない個所
のコイルに流れる電流が発生する磁場を差し引い
て求められる。第９図ないし第１２図はリード部
の電流分布を示すもので、第９図はリード部にス
リツトＳがない従来型構造、第１０図はスリツト
Ｓの深さｌ＝５mm、第１１図はスリツトの深さｌ
＝8.5mm、第１２図はスリツトの深さｌ＝14.1mm
の場合をそれぞれ示す。
部２，３を含んだコイルに流れる電流が発生する
磁場から、リード部２，３が分岐していない個所
のコイルに流れる電流が発生する磁場を差し引い
て求められる。第９図ないし第１２図はリード部
の電流分布を示すもので、第９図はリード部にス
リツトＳがない従来型構造、第１０図はスリツト
Ｓの深さｌ＝５mm、第１１図はスリツトの深さｌ
＝8.5mm、第１２図はスリツトの深さｌ＝14.1mm
の場合をそれぞれ示す。
なお、第９図ないし第１２図はいずれも計算の
対称性から、分岐部を境にいずれか一方側をモデ
ル化して電流分布（電流径路）を計算している。
この計算からスリツトが深くなるに電流径路が外
側におしやられ、第９図では第１３図に示すよう
な電流径路があつたものが、スリツトＳがある場
合には第１６図に示すような電流径路となること
がわかる。
対称性から、分岐部を境にいずれか一方側をモデ
ル化して電流分布（電流径路）を計算している。
この計算からスリツトが深くなるに電流径路が外
側におしやられ、第９図では第１３図に示すよう
な電流径路があつたものが、スリツトＳがある場
合には第１６図に示すような電流径路となること
がわかる。
第６図からスリツト深さｌ≒7.6mmのリードは、
ア，イ，ウ各点に於いて誤差磁場が極めて小さく
なつている事が判る。
ア，イ，ウ各点に於いて誤差磁場が極めて小さく
なつている事が判る。
次に、スリツト付の場合に誤差磁場が小さくな
る理由を模式図で説明する。
る理由を模式図で説明する。
第１３図はコイル１にリード部が設けられてい
る部分の電流の流れを矢印で示す。
る部分の電流の流れを矢印で示す。
第１４図はコイル１にリード部が設けられてい
ない部分の電流の流れを示す。
ない部分の電流の流れを示す。
リード部分に第１４図に示すような電流が流れ
るものと仮定すれば誤差磁場は発生しないので、
第１３図と第１４図との差すなわち第１５図の電
流によつて発生する磁場が誤差磁場となる。
るものと仮定すれば誤差磁場は発生しないので、
第１３図と第１４図との差すなわち第１５図の電
流によつて発生する磁場が誤差磁場となる。
誤差磁場の大きさは第１５図に示す電流ループ
の囲む面積に大きく依頼するので、この面積を小
さくするか、逆回りのループにより発生する磁場
を打ち消せば誤差磁場は小さくなる。
の囲む面積に大きく依頼するので、この面積を小
さくするか、逆回りのループにより発生する磁場
を打ち消せば誤差磁場は小さくなる。
なお、従来のもののようにスリツトＳが設けら
れていない場合は、電流が第１３図に示すように
コイル１からリード２，３が分岐するコーナ部分
で、コーナ内側に片寄るので第１５図に示すよう
な電流ループが発生し誤差磁場を十分小さくする
ことができなかつた。一方、スリツトＳを設けた
場合は第１６図のような電流の流れになり、リー
ド部が設けられていない部分の電流を差し引くと
第１９図に示すような電流ループが発生するが電
流ループが小さくなると電流ループが右廻りのも
のＡと左廻りのものB1，B2，B3が発生してお互
いに打消し合うので誤差磁場の発生は抑制され
る。従つて、スリツト深さｌを最適に設計するこ
とにより発生する誤差磁場を極小にすることが出
来る。
れていない場合は、電流が第１３図に示すように
コイル１からリード２，３が分岐するコーナ部分
で、コーナ内側に片寄るので第１５図に示すよう
な電流ループが発生し誤差磁場を十分小さくする
ことができなかつた。一方、スリツトＳを設けた
場合は第１６図のような電流の流れになり、リー
ド部が設けられていない部分の電流を差し引くと
第１９図に示すような電流ループが発生するが電
流ループが小さくなると電流ループが右廻りのも
のＡと左廻りのものB1，B2，B3が発生してお互
いに打消し合うので誤差磁場の発生は抑制され
る。従つて、スリツト深さｌを最適に設計するこ
とにより発生する誤差磁場を極小にすることが出
来る。
従来型構造のリードすなわちスリツト深さｌ＝
０mmのものはプラズマ中心ア点で約４ガウス、軸
上80mmのウ点で約14ガウスの誤差磁場をもつ、以
上、１実施例についての誤差磁場を計算値にて示
したが、ヘリカルコイルの寸法、構造の変化に対
応して最適なスリツト深さｌを設定するのは容易
なことであり又、ヘリカルコイルの場合にかぎら
ず、トロイダルコイル、ポロイダルコイルや、荷
電粒子加速器の電磁石コイルにも応用出来ること
は言うまでもない。
０mmのものはプラズマ中心ア点で約４ガウス、軸
上80mmのウ点で約14ガウスの誤差磁場をもつ、以
上、１実施例についての誤差磁場を計算値にて示
したが、ヘリカルコイルの寸法、構造の変化に対
応して最適なスリツト深さｌを設定するのは容易
なことであり又、ヘリカルコイルの場合にかぎら
ず、トロイダルコイル、ポロイダルコイルや、荷
電粒子加速器の電磁石コイルにも応用出来ること
は言うまでもない。
なお、上記実施例ではコイル導体を中実導体と
して示したが、水冷構造の中空導体の場合につい
ても、上記実施例と同様の構造を採用することが
可能である。又、コイルとリードとの結合部近傍
に設けられる切欠きはスリツトＳの形状に限定さ
れるものではなく例えば第１７図に示すように方
向を変えて設けることも可能であり、第１８図に
示すような切欠き７にしても同様の効果を奏す
る。
して示したが、水冷構造の中空導体の場合につい
ても、上記実施例と同様の構造を採用することが
可能である。又、コイルとリードとの結合部近傍
に設けられる切欠きはスリツトＳの形状に限定さ
れるものではなく例えば第１７図に示すように方
向を変えて設けることも可能であり、第１８図に
示すような切欠き７にしても同様の効果を奏す
る。
以上のように、この発明によればコイルとリー
ドとの結合部近傍に切欠きを設けたことにより、
コイルの誤差磁場を減少としリード部の磁界がコ
イル部の正常な磁界に悪影響を与えない核融合実
験装置や荷電粒子加速器等のコイル装置を提供す
ることができる。
ドとの結合部近傍に切欠きを設けたことにより、
コイルの誤差磁場を減少としリード部の磁界がコ
イル部の正常な磁界に悪影響を与えない核融合実
験装置や荷電粒子加速器等のコイル装置を提供す
ることができる。
第１図は従来の核融合実験装置のうちヘリカル
コイルの巻回状態を示す斜視図、第２図は第１図
におけるコイルのリード部の詳細を示す斜視図、
第３図は第２図と同様に従来のリード部構造の一
例を示す斜視図、第４図は第３図における矢視Ｂ
方向を示す正面図、第５図はこの発明の一実施例
によるコイルのリード部を示す斜視図、第６図は
この発明の一実施例によるコイルのリード部の誤
差磁場の計算例を示すグラフ図、第７図は第６図
における誤差磁場の計算位置を示す概略寸法図、
第８図は第６図におけるリード部のスリツト形状
を示す図、第９図ないし第１２図はリード部の電
流分布を示すグラフ図で、第９図はスリツトがな
い場合、第１０図はスリツトの深さ５mmの場合、
第１１図はスリツトの深さ8.5mmの場合、第１２
図はスリツトの深さ14.1mmの場合をそれぞれ示
す。第１３図はリード部が存在する場合の電流の
流れを示す図、第１４図はリード部が存在しない
場合の電流の流れを示す図、第１５図は誤差磁場
によつて発生する電流の流れを示す図、第１６図
はこの発明の一実施例における切欠きとしてスリ
ツトが設けられた場合の電流の流れを示す図、第
１７図はこの発明の他の実施例における切欠き形
状を示す図、第１８図はこの発明の異なる他の実
施例における切欠きの形状を示す図、第１９図は
この発明の一実施例における切欠きとしてスリツ
トが設けられた場合の誤差磁場による電流の流れ
を示す図である。 図において、１はコイル、５，６はリード、７
は切欠き、Ｓはスリツトである。尚、各図中同一
符号は同一又は相当部を示す。
コイルの巻回状態を示す斜視図、第２図は第１図
におけるコイルのリード部の詳細を示す斜視図、
第３図は第２図と同様に従来のリード部構造の一
例を示す斜視図、第４図は第３図における矢視Ｂ
方向を示す正面図、第５図はこの発明の一実施例
によるコイルのリード部を示す斜視図、第６図は
この発明の一実施例によるコイルのリード部の誤
差磁場の計算例を示すグラフ図、第７図は第６図
における誤差磁場の計算位置を示す概略寸法図、
第８図は第６図におけるリード部のスリツト形状
を示す図、第９図ないし第１２図はリード部の電
流分布を示すグラフ図で、第９図はスリツトがな
い場合、第１０図はスリツトの深さ５mmの場合、
第１１図はスリツトの深さ8.5mmの場合、第１２
図はスリツトの深さ14.1mmの場合をそれぞれ示
す。第１３図はリード部が存在する場合の電流の
流れを示す図、第１４図はリード部が存在しない
場合の電流の流れを示す図、第１５図は誤差磁場
によつて発生する電流の流れを示す図、第１６図
はこの発明の一実施例における切欠きとしてスリ
ツトが設けられた場合の電流の流れを示す図、第
１７図はこの発明の他の実施例における切欠き形
状を示す図、第１８図はこの発明の異なる他の実
施例における切欠きの形状を示す図、第１９図は
この発明の一実施例における切欠きとしてスリツ
トが設けられた場合の誤差磁場による電流の流れ
を示す図である。 図において、１はコイル、５，６はリード、７
は切欠き、Ｓはスリツトである。尚、各図中同一
符号は同一又は相当部を示す。
Claims (1)
- １ コイルの巻回方向に対してほぼ垂直且つ並行
に電流の流入および流出リードが分岐した核融合
装置等のコイルにおいて、上記コイルと上記両リ
ードとの分岐部に切欠きを設けたことを特徴とす
るコイル装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018328A JPS58134405A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | コイル装置 |
| DE19833303808 DE3303808A1 (de) | 1982-02-05 | 1983-02-04 | Spulenanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57018328A JPS58134405A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | コイル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58134405A JPS58134405A (ja) | 1983-08-10 |
| JPH0145726B2 true JPH0145726B2 (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=11968550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57018328A Granted JPS58134405A (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | コイル装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58134405A (ja) |
| DE (1) | DE3303808A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113936816B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-11-17 | 新奥科技发展有限公司 | 环向场线圈及聚变装置 |
| CN113936815B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-11-17 | 新奥科技发展有限公司 | 环向场线圈及聚变装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5676512A (en) * | 1979-11-28 | 1981-06-24 | Hitachi Ltd | Pancake-shaped coil |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5933238B2 (ja) | 1977-05-31 | 1984-08-14 | 三菱原子力工業株式会社 | 核融合装置のポロイダルコイル |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP57018328A patent/JPS58134405A/ja active Granted
-
1983
- 1983-02-04 DE DE19833303808 patent/DE3303808A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5676512A (en) * | 1979-11-28 | 1981-06-24 | Hitachi Ltd | Pancake-shaped coil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58134405A (ja) | 1983-08-10 |
| DE3303808A1 (de) | 1983-08-18 |
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