JPH04205509A - Power unit and particle accelerator using said power unit - Google Patents

Power unit and particle accelerator using said power unit

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JPH04205509A
JPH04205509A JP33969990A JP33969990A JPH04205509A JP H04205509 A JPH04205509 A JP H04205509A JP 33969990 A JP33969990 A JP 33969990A JP 33969990 A JP33969990 A JP 33969990A JP H04205509 A JPH04205509 A JP H04205509A
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Abstract

PURPOSE:To prevent the change of the output current of a current amplifier circuit despite the change of an output current and to attain a compact power unit by detecting the output current of the amplifier which generates the pulsating voltage having a phase opposite to that of the pulsating voltage of a main circuit and negatively feeding back the detected output current. CONSTITUTION:A high-pass filter 13 extracts a pulsating component out of the voltage detected by a voltage detector 11. An amplifier 16 supplies an exciting current to a reactor 18 to generate the pulsating voltage having a phase opposite to the pulsating voltage of a main circuit which is induced at the reactor 18 with the integrated value of an extracted pulsating component. Then a current of an adverse phase flows in the reactor 18 in accordance with the pulsating component by the function of the amplifier 16 and the pulsating component applied to the main circuit can be eliminated. Furthermore the output current is kept at a level accordant with the pulsating component by the negative feedback circuits 15 and 17 even though an overcurrent is to flow in the amplifier 16 from the reactor 18. As a result, the capacity of the amplifier 16 can be reduced and also the breakage of the amplifier 16 can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は能動型フィルタを使用した電源装置に関し、特
にシンクロトロン粒子加速器の主電磁石のように高精度
でかつ高速制御性の要求される電磁石等に好適な電源装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a power supply device using an active filter, and particularly to an electromagnet that requires high precision and high-speed controllability, such as the main electromagnet of a synchrotron particle accelerator. The present invention relates to a power supply device suitable for applications such as the above.

[従来の技術] シンクロトロン粒子加速器においては、粒子の周回軌道
を制御するのに電磁石が用いられている。
[Prior Art] In synchrotron particle accelerators, electromagnets are used to control the orbits of particles.

そしてこのような粒子加速器においては、大きな運動エ
ネルギを有する粒子の軌道のぶれが許容されないから、
上記電磁石を励磁する直流は脈流を含まず高い安定度が
要求される。このような電磁石を励磁する電源装置には
、日立評論(Vo163−6、p397〜400昭和5
6年6月発行、新富はか「直流アクティブフィルタ」)
に示すようなリアクトル変圧器結合型の能動型フィルタ
が使用されており、高速制御性の要求される電源装置が
特開昭61−150018号公報に開示されている。
In such a particle accelerator, deviations in the trajectory of particles with large kinetic energy are not allowed, so
The direct current that excites the electromagnet does not contain pulsating current and is required to have high stability. Hitachi Hyoron (Vo163-6, p397-400 1933
Published in June 2016, Haka Shintomi “DC Active Filter”)
JP-A-61-150018 discloses a power supply device in which a reactor-transformer coupled active filter as shown in FIG.

[発明が解決しようとする課題] 上記の従来技術では、能動型フィルタの出力部はリアク
トル変圧器により電源主回路と磁気結合している。粒子
加速器の主電磁石の磁場の強さを変えるため主電磁石を
励磁している電源装置の出力電流の増減を急に行なうと
、リアクトル変圧器の磁気結合により能動型フィルタの
増幅器側にも数千アンペアの主回路電流と同程度で、リ
アクトル変圧器の巻数比だけ異なる電流変化を生じ、そ
の電流変化に耐える増幅器は過大な出力容量が要求され
るという問題を生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned prior art, the output section of the active filter is magnetically coupled to the power supply main circuit by a reactor transformer. When the output current of the power supply unit that excites the main electromagnet is suddenly increased or decreased in order to change the strength of the magnetic field of the main electromagnet of the particle accelerator, the magnetic coupling of the reactor transformer causes thousands of waves to be generated on the amplifier side of the active filter. A current change occurs that is about the same as the main circuit current of amperes but differs by the turns ratio of the reactor transformer, and an amplifier that can withstand this current change is required to have an excessive output capacity.

また、能動型フィルタの機能が出力電圧の脈動、言い替
えると出力電圧の変化を抑える目的のため、電源の出力
を高速に変化させようとする用途には適していなかった
。すなわち制御操作により出力電圧を変化させようとす
ると、能動型フィルタはその電圧変化を検出して、それ
を抑制するように動作してしまう問題がある。
Furthermore, since the function of the active filter is to suppress pulsations in the output voltage, or in other words, changes in the output voltage, it is not suitable for applications in which the output of the power supply is to be changed at high speed. That is, when an attempt is made to change the output voltage through a control operation, the active filter detects the voltage change and operates to suppress it.

その問題を解決する手段として、特開昭61−1500
18号公報に示されるように、制御操作信号を出力電圧
に換算して、能動型フィルタの電圧検出部から差し引く
という方法が考えられた。
As a means to solve this problem,
As shown in Japanese Patent No. 18, a method has been considered in which the control operation signal is converted into an output voltage and subtracted from the voltage detection section of the active filter.

しかしこの対策を行なって出力電流を急変させようとす
る用途に適用した場合、制御動作が遅れて高精度でかつ
高速制御性を要求される加速器等の電源装置を実現でき
ないという問題がある。
However, when this measure is taken and applied to applications in which the output current is to be changed suddenly, there is a problem in that the control operation is delayed, making it impossible to realize a power supply device such as an accelerator that requires high precision and high-speed controllability.

本発明の目的は、能動型フィルタの増幅器の出力容量を
低減することにある。
An object of the present invention is to reduce the output capacitance of an amplifier of an active filter.

本発明の他の目的は、上記目的に加え高速応答が可能な
高精度の電源装置およびこれを用いた粒子加速器を提供
することにある。
In addition to the above objects, another object of the present invention is to provide a highly accurate power supply device capable of high-speed response and a particle accelerator using the same.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、スイッチング素子を有し交流を直流に変換
して出力する変換装置と、該変換装置の出力に接続され
た受動型フィルタと、該受動型フィルタの出力に接続さ
れた能動型フィルタと、前記変換装置のスイッチング素
子を電流指令に応じて制御する変換装置制御回路とを備
えてなり、前記能動型フィルタの出力を負荷に供給する
ようにしてなる電源装置において、前記能動型フィルタ
が、直流主回路に直列挿入されたリアクトルと、前記受
動型フィルタの高力電圧を検出する電圧検出器と、該検
出電圧から脈流成分を抽出する高域フィルタと、該抽出
された脈流成分を少なくとも積分処理してなるフィルタ
制御指令を出力する積分回路と、該フィルタ制御指令に
応じ、前記リアクトルに誘起される主回路脈流電圧と逆
位相の脈流電圧を発生させる励磁電流を前記リアクトル
に゛供給する増幅器と、該増幅器の出力電流を検出して
該検出電流を前記フィルタ制御指令に負帰還する負帰還
回路とを含んでなる電源装置を提供することにより達成
される。
[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a conversion device that has a switching element and converts alternating current to direct current and outputs it, a passive filter connected to the output of the conversion device, and a passive filter of the passive filter. A power supply comprising an active filter connected to an output and a conversion device control circuit that controls a switching element of the conversion device according to a current command, and configured to supply the output of the active filter to a load. In the device, the active filter includes a reactor inserted in series in a DC main circuit, a voltage detector that detects a high voltage of the passive filter, and a high-pass filter that extracts a ripple component from the detected voltage. , an integrating circuit that outputs a filter control command obtained by performing at least an integral process on the extracted pulsating flow component; and a pulsating current voltage that is in opposite phase to the main circuit pulsating voltage induced in the reactor in response to the filter control command. and a negative feedback circuit that detects the output current of the amplifier and negatively feeds back the detected current to the filter control command. This is achieved by

上記能の目的は、前記変換装置制御回路を、前記変換装
置の負荷電流を与えられる電流指令に一致させる電流操
作量を求め、該電流操作量に基づいて前記スイッチング
素子を制御するものとし、前記受動型フィルタの出力電
圧の該検出電圧から、前記変換装置制御回路の電流操作
量に相当する電圧を減算する加算器を設け、該加算器の
出力を前記高域フィルタに入力することにより達成され
る。
The purpose of the above function is to obtain a current operation amount that causes the converter control circuit to match the load current of the converter with a given current command, and to control the switching element based on the current operation amount. This is achieved by providing an adder that subtracts a voltage corresponding to the current operation amount of the converter control circuit from the detected voltage of the output voltage of the passive filter, and inputting the output of the adder to the high-pass filter. Ru.

上記構成の電源装置を、粒子を生成する粒子発生器と、
該粒子発生器で生成した粒子を所定のエネルギレベル迄
加速する前段加速器と、該前段加速器で加速された粒子
を主電磁石により周回させながら高周波加速空洞により
加速して所定の粒子エネルギを付与する最終段加速器と
を備えてなる粒子加速器に適用し、前記主電磁石を励磁
する電源装置に用いることにより、粒子の周回軌道を正
確に保持し短時間で安定して粒子を所定のエネルギレベ
ル迄加速出来る粒子加速器を実現出来る。
The power supply device having the above configuration includes a particle generator that generates particles;
A pre-stage accelerator that accelerates the particles generated by the particle generator to a predetermined energy level, and a final stage accelerator that accelerates the particles accelerated by the pre-stage accelerator using a high-frequency acceleration cavity while circulating them with a main electromagnet to impart predetermined particle energy. By applying the present invention to a particle accelerator equipped with a stage accelerator and using it as a power supply device that excites the main electromagnet, the orbit of the particles can be maintained accurately and the particles can be stably accelerated to a predetermined energy level in a short time. A particle accelerator can be realized.

[作 用コ 上記構成によれば、増幅器の作用により脈流成分に応じ
た逆位相の電流がリアクトルに流れてこれにより電圧が
誘起されるから主回路を流れる脈流成分が除去される。
[Operation] According to the above configuration, a current having an opposite phase in accordance with the pulsating current component flows through the reactor due to the action of the amplifier, and a voltage is thereby induced, so that the pulsating current component flowing through the main circuit is removed.

しかも負帰還回路を設けたことからりチクトルから増幅
器側に過大な電流が流れようとしても増幅器の出力電流
は脈流成分に応じた電流に保持される。このようにして
増幅器の容量を低減でき、かつ破損を防止出来る。
Moreover, since the negative feedback circuit is provided, even if an excessive current attempts to flow from the chictor to the amplifier side, the output current of the amplifier is maintained at a current corresponding to the pulsating current component. In this way, the capacity of the amplifier can be reduced and damage can be prevented.

また、電流指令により出力電流を急に変化させる時、受
動フィルタの高力電圧の検出値に電流操作量に相当する
信号を減算して、脈流成分に現れる出力電流の変化の影
響を除くことが出来るから、リアクトルに誘起される電
圧もその影響を受けず主回路の電流は電流指令に速やか
に追従して高速制御が可能となる。
In addition, when the output current is suddenly changed by a current command, a signal corresponding to the current operation amount is subtracted from the detected value of the high voltage of the passive filter to remove the influence of the change in the output current that appears in the pulsating flow component. Therefore, the voltage induced in the reactor is not affected by it, and the current in the main circuit quickly follows the current command, making high-speed control possible.

更に、シンクロトロン粒子加速器の主電磁石に上記構成
の高精度・高速で電流を変化させる特性を備えた電源装
置から純直流の励磁電流を供給することにより、粒子の
周回軌道を正確に保持し短時間で安定して粒子を所定の
エネルギレベル迄加速出来る。
Furthermore, by supplying pure direct current excitation current to the main electromagnet of the synchrotron particle accelerator from the power supply device with the above-mentioned configuration, which has the characteristics of changing the current with high precision and high speed, the orbit of the particles can be maintained accurately and shortened. Particles can be stably accelerated to a predetermined energy level over time.

[実施例コ 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は負荷装置7に直流電流を供給する電源装置の構成を
示すブロック図である。
[Example 1] An example of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure is a block diagram showing the configuration of a power supply device that supplies direct current to the load device 7. As shown in FIG.

先ず、電源装置の構成を説明する。電源装置は交流電力
を直流に変換するサイリスタ変換装置2、このサイリス
タ変換装置2の出力に接続する受動フィルタ3、この受
動フィルタ3の出力に接続する能動型フィルタ1及びサ
イリスタ変換装置2を制御する変換装置制御回路10か
ら構成される。
First, the configuration of the power supply device will be explained. The power supply device controls a thyristor conversion device 2 that converts alternating current power into direct current, a passive filter 3 connected to the output of this thyristor conversion device 2, an active filter 1 and thyristor conversion device 2 connected to the output of this passive filter 3. It is composed of a converter control circuit 10.

変換装置制御回路10は、電流制御指令9に基づいて動
作する定電流制御器4、定電圧制御器5、操作量をサイ
リスタ変換装置2のサイリスタに出力する自動パルス移
相器6が順に接続されている。
The converter control circuit 10 includes a constant current controller 4 that operates based on a current control command 9, a constant voltage controller 5, and an automatic pulse phase shifter 6 that outputs a manipulated variable to the thyristor of the thyristor converter 2. ing.

受動フィルタ3は直流インダクタ、コンデンサなどで構
成されている。能動型フィルタ1は、直流主回路に挿入
されたリアクトル変圧器18、この2次巻線に励磁電流
を供給する増幅器16、受動フィルタ3の出力電圧を検
出する電圧検出器11、その検出電圧と変換装置制御回
路10からの制御信号Vcの偏差を求める加算器12、
加算器12の出力を入力し受動フィルタ3の高力電圧に
含まれる脈動のみを通過させる高域フィルタ13、この
高域フィルタ13出力を積分する積分器14、積分器1
4の出力と増幅器16の出力電流を検出する電流検出器
17によって得られる電流フィードバック値との偏差を
求め増幅器16に出力を入力する加算器15から構成さ
れる装置 次に電源装置の動作を説明する。
The passive filter 3 is composed of a DC inductor, a capacitor, and the like. The active filter 1 includes a reactor transformer 18 inserted into the main DC circuit, an amplifier 16 that supplies an exciting current to this secondary winding, a voltage detector 11 that detects the output voltage of the passive filter 3, and the detected voltage. an adder 12 for determining the deviation of the control signal Vc from the converter control circuit 10;
A high-pass filter 13 which inputs the output of the adder 12 and passes only the pulsations contained in the high-voltage of the passive filter 3, an integrator 14 which integrates the output of this high-pass filter 13, and an integrator 1.
4 and the current feedback value obtained by the current detector 17 that detects the output current of the amplifier 16. Next, the operation of the power supply device will be explained. do.

変換装置制御回路10は、電流制御指令9から直流電流
検出器8で検出されたフィードバック電流信号を第1加
算器21により差し引き、定電流制御器4で定電流とな
るように制御し定電流制御器4の出力とサイリスタ変換
装置2の出力電圧の検出値を第2加算器23に入力して
電圧操作量を決定し、定電圧制御器5、自動パルス移相
器6を介してサイリスタ変換装置2の出力を制御する。
The converter control circuit 10 subtracts the feedback current signal detected by the DC current detector 8 from the current control command 9 using the first adder 21, and controls the current to be constant using the constant current controller 4, thereby performing constant current control. The output of the converter 4 and the detected value of the output voltage of the thyristor conversion device 2 are inputted to the second adder 23 to determine the voltage operation amount, and the voltage is input to the thyristor conversion device via the constant voltage controller 5 and the automatic pulse phase shifter 6. Controls the output of 2.

サイリスタ変換装置2の出力電圧は受動フィルタ3によ
り出力電圧の脈動が低減され能動型フィルタ1に入力さ
れる。電圧検出器11により受動フィルタ3の出力電圧
を検出しこの検出電圧から高域フィルタ13により検出
電圧の交流成分を取り出す。この交流成分を積分器14
で積分演算して電流設定値を得る。その電流設定値に従
って増幅器16が定電流駆動される。増幅器16の出力
電流が電流検出器17で検出され、加算器15で電流設
定値から減算され、負帰還増幅されることにより定電流
駆動されている。増幅器16の出力電流は逆位相にてリ
アクトル変圧器18に供給され、リアクトル変圧器18
の結合により受動フィルタ3の出力電圧に含まれる脈流
を打ち消すように動作する。すなわち、増幅器16の出
力電流を1とし、この電流によりリアクトル変圧器18
の1次巻線に誘起される電圧をVaとすると、Vaは(
1)式で表される。ここでMはリアクトル変圧器18の
相互インダクタンスである dし これによりiは微分波形となり高域フィルタ13の出力
はVと異なる。
The output voltage of the thyristor conversion device 2 is input to the active filter 1 after the pulsation of the output voltage is reduced by the passive filter 3 . A voltage detector 11 detects the output voltage of the passive filter 3, and a high-pass filter 13 extracts an alternating current component of the detected voltage from the detected voltage. This AC component is converted into an integrator 14.
Perform an integral calculation to obtain the current setting value. The amplifier 16 is driven at a constant current according to the current setting value. The output current of the amplifier 16 is detected by a current detector 17, subtracted from the current setting value by an adder 15, and negative feedback amplified, thereby driving the amplifier 16 at a constant current. The output current of the amplifier 16 is supplied to the reactor transformer 18 in opposite phase, and the reactor transformer 18
The passive filter 3 operates to cancel the pulsating current contained in the output voltage by the combination of the passive filter 3 and the passive filter 3. That is, the output current of the amplifier 16 is set to 1, and this current causes the reactor transformer 18 to
If the voltage induced in the primary winding of is Va, then Va is (
1) It is expressed by the formula. Here, M is the mutual inductance d of the reactor transformer 18, so that i becomes a differential waveform and the output of the high-pass filter 13 differs from V.

検出電圧がVd十v (Vdは直流電圧分、■は脈動電
圧分)の時、高域フィルタ13の出力はVのみとなり高
域フィルタ13の出力Vを積分するとその出力電流1は
(2)式で表わされる。
When the detected voltage is Vd10V (Vd is the DC voltage, ■ is the pulsating voltage), the output of the high-pass filter 13 is only V, and when the output V of the high-pass filter 13 is integrated, the output current 1 is (2) It is expressed by the formula.

i=□・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(2)ここで ■:脈動電圧 T:積分時間 Sニラプラス演算子 とする。
i=□・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(2) where ■: pulsating voltage T: integration time S Nira plus operator.

そして増幅器16以降では積分器14の出力に等しくな
るように制御されリアクトル変圧器18の相互インダク
タンスをMとすると、リアクトル変圧器18の出力側に
は(3)式で表わされる電圧Vaを発生する。
The amplifier 16 and subsequent parts are controlled to be equal to the output of the integrator 14, and if the mutual inductance of the reactor transformer 18 is M, a voltage Va expressed by equation (3) is generated on the output side of the reactor transformer 18. .

Va=s−M−i・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(3)=□・V・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・(4)いま、 T=M−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(5)とし、(5)式を
(4)式に代入するとVa=vとなり電源の出力電圧E
dは Ed=(Vd+v)−Va =Vd・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・目・・川(6)となって、脈動電圧が打ち消さ
れる。
Va=s-M-i・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(3)=□・V・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) Now, T=M−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(5) and substituting equation (5) into equation (4), Va=v and the output voltage E of the power supply
d is Ed=(Vd+v)-Va=Vd・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
It becomes a river (6) and the pulsating voltage is canceled out.

第2図により電流制御指令による制御操作があった場合
の説明をする。電流制御指令9が変化すると定電流制御
器4が出力する制御信号Vcは第2図(a)の様に変化
する。同様に受動フィルタ3の出力電圧Vdは理想的な
パターン(制御信号Vcに等しい)としては第2図(b
)に示した様に点線となるが、実際は脈動電圧■が重畳
しVd+Vとなり、更にフィルタ等の影響で実線の様に
応答が遅れる。加算器12の出力は第2図(c)に示し
た波形と成る。高域フィルタ13の出力は第2図(d)
に示した波形と成る。尚、制御信号Vcの減算をしない
時は同図点線の様になる。高域フィルタ13の出力を積
分器14に入力して積分すると第2図(e)に示した波
形となり、また制御信号Vcの減算をしない時は点線の
様になる。
A case where a control operation based on a current control command is performed will be explained with reference to FIG. When the current control command 9 changes, the control signal Vc output from the constant current controller 4 changes as shown in FIG. 2(a). Similarly, the output voltage Vd of the passive filter 3 has an ideal pattern (equal to the control signal Vc) as shown in FIG.
) as shown in the dotted line, but in reality, the pulsating voltage ■ is superimposed and becomes Vd+V, and the response is further delayed as shown in the solid line due to the influence of filters and the like. The output of the adder 12 has the waveform shown in FIG. 2(c). The output of the high-pass filter 13 is shown in Figure 2(d).
This results in the waveform shown in . Note that when the control signal Vc is not subtracted, the result looks like the dotted line in the figure. When the output of the high-pass filter 13 is input to the integrator 14 and integrated, the waveform becomes as shown in FIG. 2(e), and when the control signal Vc is not subtracted, the waveform becomes like the dotted line.

積分器14の出力を増幅器16に入力しその出力電流は
電流検出器17で検出され、加算器15で積分器14の
出力から減算され、帰還増幅されることにより積分器1
4の出力と偏差が無くなるように制御される。従ってそ
の波形は第6段に示した様に積分器14の出力に等しい
。増幅器16の出力電流はリアクトル変圧器18に供給
されその2次側には増幅器16の出力電流の微分波形を
有する電圧Va即ち積分器14で積分する前の高域フィ
ルタ13の出力に等しい第7段に示した波形が現れる。
The output of the integrator 14 is input to the amplifier 16, and its output current is detected by the current detector 17, subtracted from the output of the integrator 14 by the adder 15, and feedback amplified.
It is controlled so that there is no deviation from the output of 4. Therefore, its waveform is equal to the output of the integrator 14 as shown in the sixth stage. The output current of the amplifier 16 is supplied to a reactor transformer 18, and on the secondary side there is a voltage Va having a differential waveform of the output current of the amplifier 16, that is, a seventh voltage equal to the output of the high-pass filter 13 before being integrated by the integrator 14. The waveform shown in the column appears.

リアクトル変圧器18の2次側ではE d = (V 
d + v ) −V a −−−−−= −(7)と
なり第8段に示した波形が現れ、制御信号Vcの変化分
もVa=v−VcとなってVaに出力され電源の出力電
圧は Ed=Vd+Vc・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(8)となりVcの減算を行うことによ
り出力電圧が即応答し制御操作を直ちに出力することが
できる。
On the secondary side of the reactor transformer 18, E d = (V
d + v ) -V a -------= -(7), the waveform shown in the 8th stage appears, and the change in control signal Vc also becomes Va = v - Vc, which is output to Va and output from the power supply. The voltage is Ed=Vd+Vc・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(8) By subtracting Vc, the output voltage responds immediately and the control operation can be output immediately.

Vcの減算を行はないと点線で示した波形の如くなり応
答は遅くなる。
If there is no row for subtracting Vc, the waveform will look like the dotted line, and the response will be slow.

なお実際には積分器14は制御のオフセット量などまで
積分されないように1次遅れ回路などによる擬似積分回
路で代用する。1次遅れの時定数をτ、利得をKとして
1次遅れの特性をに/(1+τS)とした時 T=□・M・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(9)となるようにτ、Kを定めればτ
s ) ) 1の範囲で上記と同特性とすることが出来
る。
In reality, the integrator 14 is replaced by a pseudo-integrator circuit such as a first-order delay circuit so that the control offset amount is not integrated. When the time constant of the first-order lag is τ, the gain is K, and the characteristic of the first-order lag is /(1+τS), then T=□・M・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
If τ and K are determined so that (9) is obtained, τ
The same characteristics as above can be achieved within the range of s))1.

として進み補償を行なえば鉄損骨による高周波領域での
特性劣化を改善出来る。即ち、鉄損骨をMに並列の抵抗
R8で表わした時、増幅器16の出力電流iにより、リ
アクトル変圧器18の出力側に発生する電圧は となるため τ、=□・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(11)とすることによりVa#vとする
ことが出来る。
By performing advance compensation as follows, it is possible to improve the deterioration of characteristics in the high frequency range due to iron loss. That is, when the iron loss frame is represented by a resistor R8 in parallel with M, the voltage generated on the output side of the reactor transformer 18 due to the output current i of the amplifier 16 is τ, =□...・・・・・・・・・・・・・・・
By setting (11), Va#v can be obtained.

第3図は第1図のリアクトル変圧器18を直流インダク
タ19に置き換えた例であるが図を簡単にする為変換装
置制御回路10は省略した。ここで、第1図と同一符号
は同一品を示している。直流インダクタ19のインダク
タンスをし、抵抗をRとすると、直流インダクタ19の
両端に誘起される電圧Vaは V a =(s−L+R)v −−−(12)l+τ・
S となる。
FIG. 3 shows an example in which the reactor transformer 18 in FIG. 1 is replaced with a DC inductor 19, but the converter control circuit 10 is omitted to simplify the diagram. Here, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same products. If the inductance of the DC inductor 19 is R, and the resistance is R, the voltage Va induced across the DC inductor 19 is Va = (s-L+R)v ---(12)l+τ・
It becomes S.

τ=□・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(13)に=□・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(14)と
することにより、 Va=v・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(15)とすることができる。本実
施例によれば積分器14を擬似積分特性としても完全な
補償ができるという効果がある。
τ=□・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・(13)=□・・・・・・・・・・
By setting ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(14), Va=v・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
......(15). According to this embodiment, complete compensation can be achieved even if the integrator 14 has pseudo-integral characteristics.

第4図の例では制御操作量Vcに伝達関数G(s)のフ
ィルタ20を通して能動型フィルターの入力から差し引
くようにしたものである。伝達関数G(s)の特性はサ
イリスタ変換装置2の電圧制御の遅れと受動フィルタ3
の遅れに対応するものとする。本実施例によれば Vc’ =G(s)・Vc−−(16)は、はぼVdに
等しくすることができる。このため高域フィルタ13の
入力電圧は (Vd+v)−Vc’ =v−−−−−−−−・(17
)となり、はとんど脈動電圧だけとなる。本実施例によ
れば、制御操作を行なっても増幅器16は制御操作の変
化分を出力する必要が無くなり出力容量増加がほとんど
なくなるという効果がある。
In the example shown in FIG. 4, the control operation amount Vc is passed through a filter 20 with a transfer function G(s) and subtracted from the input of the active filter. The characteristics of the transfer function G(s) are determined by the voltage control delay of the thyristor converter 2 and the passive filter 3.
We will respond to any delays. According to this embodiment, Vc'=G(s)·Vc--(16) can be made approximately equal to Vd. Therefore, the input voltage of the high-pass filter 13 is (Vd + v) - Vc' = v - - - - - (17
), and is mostly just a pulsating voltage. According to this embodiment, even if a control operation is performed, the amplifier 16 does not need to output the amount of change due to the control operation, and there is an effect that there is almost no increase in output capacity.

本実施例ではさらにフィードフォワードによる操作量V
fを制御信号Vcに加えた場合を示しており、特開昭6
2−191905号公報に示されるフィードフォワード
による制御も可能となる。
In this embodiment, furthermore, the manipulated variable V by feedforward
This shows the case where f is added to the control signal Vc, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 6
Feedforward control as shown in Japanese Patent No. 2-191905 is also possible.

第5図に示す実施例では、フィードフォワードによる操
作量Vfを伝達間数G(s)のフィルタ20を介して制
御に用いている。本実施例によれば、フィードフォワー
ドによる操作は伝達関数G(s)の遅れを考慮して行な
うことができるというフィードフォワードの特徴により
、伝達間数G(s)の遅れを補償した操作が可能である
。一方、フィードバック操作については伝達関数G(s
)の遅れがないため、制御が高速になる。一般にフィー
ドフォワードは出力を大幅に変化させようとする時に必
要になるため、伝達関数G(s)を通すことによる増幅
器出力容量の低減効果は大きい。
In the embodiment shown in FIG. 5, the feedforward manipulated variable Vf is used for control via a filter 20 with a transmission interval G(s). According to this embodiment, due to the feature of feedforward that the feedforward operation can be performed taking into account the delay in the transfer function G(s), it is possible to perform an operation that compensates for the delay in the transfer function G(s). It is. On the other hand, regarding the feedback operation, the transfer function G(s
) Since there is no delay, control becomes faster. Generally, feedforward is necessary when attempting to change the output significantly, so passing the transfer function G(s) has a large effect of reducing the amplifier output capacitance.

かつ上記のように制御の高速性が保たれるという効果が
ある。
Moreover, as mentioned above, there is an effect that high-speed control is maintained.

次にシンクロトロン粒子加速器の電磁石を励磁する電源
として本発明による電源装置を用いた場合の実施例を示
す。
Next, an embodiment will be described in which the power supply device according to the present invention is used as a power supply for exciting an electromagnet of a synchrotron particle accelerator.

先ず、シンクロトロン粒子加速器として代表的な陽子シ
ンクロトロンの全体構成を説明する。
First, the overall configuration of a proton synchrotron, which is a typical synchrotron particle accelerator, will be explained.

陽子発生器で放電により生成した陽子(水素イオン)は
、前段加速器で高電圧により加速され、更に線形加速器
でブースタにより加速され、最終段加速器(主リング)
へ送られ周回しながら加速されて所定の粒子エネルギが
付与される。最終段加速器は円周軌道を成し軌道上に主
電磁石と高周波加速空洞が配置されている。そして主電
磁石は陽子をして円周軌道を周回するよう偏向させる偏
向電磁石と、陽子ビームが軌道から逸脱しないように集
束させる集束四極電磁石及び発散四極電磁石とから構成
されている。またそれぞれの電磁石を直流励磁する電源
装置も配置されている。この電源装置は大出力であると
共に負荷電流及び電圧を一定パターンで急激に変化させ
かつ繰返すので高精度、高力率、高信頼性が要求される
。上記高周波加速空洞は高周波により陽子を加速する装
置で陽子が通過する毎に徐々に加速する。
Protons (hydrogen ions) generated by discharge in the proton generator are accelerated by high voltage in the first stage accelerator, further accelerated by a booster in the linear accelerator, and then transferred to the final stage accelerator (main ring).
The particles are sent to the particle, are accelerated while rotating, and are given a predetermined particle energy. The final stage accelerator has a circular orbit, and a main electromagnet and a high-frequency acceleration cavity are arranged on the orbit. The main electromagnet is composed of a deflecting electromagnet that deflects protons so that they orbit in a circumferential orbit, and a focusing quadrupole electromagnet and a diverging quadrupole electromagnet that focus the proton beam so that it does not deviate from its orbit. A power supply device for DC exciting each electromagnet is also arranged. Since this power supply device has a large output and rapidly changes and repeats the load current and voltage in a fixed pattern, it is required to have high accuracy, high power factor, and high reliability. The high-frequency acceleration cavity is a device that accelerates protons using high-frequency waves, and the protons are gradually accelerated each time they pass through.

第6図に陽子シンクロトロンの電磁石とその電磁石を励
磁する本発明による電源装置との結線を示す。
FIG. 6 shows a connection between an electromagnet of a proton synchrotron and a power supply device according to the present invention that excites the electromagnet.

偏向電磁石励磁電源31は偏向電磁石34を励磁する電
源であり、集束電磁石励磁電源32は集束四極電磁石3
5を励磁する電源であり、発散四極電磁石励磁電源33
は発散四極電磁石36を励磁する電源である。
The bending electromagnet excitation power source 31 is a power source for exciting the bending electromagnet 34, and the focusing electromagnet excitation power source 32 is a power source for exciting the focusing quadrupole electromagnet 3.
It is a power source for exciting the divergent quadrupole electromagnet excitation power source 33.
is a power source that excites the divergent quadrupole electromagnet 36.

続いて陽子の加速について説明する。陽子の加速にあた
りこれら電磁石の発生磁場は陽子のエネルギーに応じて
高める。加速する時間は例えば1秒であれば、最終段加
速器に陽子が打ち込まれた加速当初の低エネルギレベル
の陽子に対応する10%程度の磁場から所定のエネルギ
レベル迄に加速された高エネルギレベルの陽子に対応す
る100%の磁場迄1秒で急速に変化させ、陽子ビーム
が軌道から逸脱しないように集束させるには磁場の精度
は0.01%以上の高精度の制御を行なう必要がある。
Next, we will explain the acceleration of protons. When accelerating protons, the magnetic field generated by these electromagnets increases in accordance with the energy of the protons. For example, if the acceleration time is 1 second, the protons will be accelerated to a predetermined energy level from a magnetic field of about 10% corresponding to the low energy level protons at the beginning of acceleration when the protons are launched into the final stage accelerator. In order to rapidly change the magnetic field to 100% corresponding to protons in one second and to focus the proton beam so that it does not deviate from its orbit, it is necessary to control the magnetic field with a precision of 0.01% or more.

電源装置はそのような磁場に励磁電流を供給する為極め
て高精度でリップルも抑制して高速で電流を変化させる
特性が要求される。
In order to supply an excitation current to such a magnetic field, a power supply device is required to have extremely high accuracy, suppress ripples, and change the current at high speed.

シンクロトロン粒子加速器に本発明による電源装置を使
用することにより、粒子の周回軌道を正しく保持出来る
から短時間で安定して粒子を所定のエネルギレベル迄加
速出来る。
By using the power supply device according to the present invention in a synchrotron particle accelerator, the orbit of the particles can be maintained correctly, so that the particles can be stably accelerated to a predetermined energy level in a short time.

[発明の効果コ 本発明によれば、出力電流を変化させても、電流増幅回
路の出力電流が変化しないように電流値演算回路は制御
するから、過大な電流による増幅器の破損を考慮する必
要が無く、コンパクトな増幅器が得られる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, since the current value calculation circuit is controlled so that the output current of the current amplifier circuit does not change even if the output current is changed, it is necessary to take into account damage to the amplifier due to excessive current. A compact amplifier can be obtained.

また、出力電流を急に変化させる時上記のように制御操
作量が受動フィルタを介さずに能動フィルタに出力され
るので、高速制御が可能となる効果が得られる。
Further, when the output current is suddenly changed, the control operation amount is outputted to the active filter without passing through the passive filter as described above, so that high-speed control is possible.

更に、シンクロトロン粒子加速器の主電磁石に上記構成
の高精度でリップルも抑制して高速で電流を変化させる
特性を備えた電源装置から励磁電流を供給することによ
り、粒子の周回軌道を正しく保持出来るから短時間で安
定して粒子を所定のエネルギレベル迄加速出来る効果が
得られる。
Furthermore, by supplying excitation current to the main electromagnet of the synchrotron particle accelerator from a power supply device with the above configuration that has the characteristics of high precision, suppressing ripples, and changing the current at high speed, the orbit of the particles can be maintained correctly. The effect of stably accelerating particles to a predetermined energy level in a short period of time is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第2
図は本発明の実施例の制御動作を説明する波形図、第3
図〜第5図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック
図、第6図は本発明の実施例の陽子シンクロトロンの電
磁石とその電磁石を励磁する電源装置との関係を示すブ
ロック図である 1・・・能動型フィルタ、2・・・サイリスタ変換装置
、3・・・受動フィルタ、4・・・定電流制御器、5・
・・定電圧制御器、6・・・自動パルス移相器、7・・
・負荷装置、9・・・電流制御指令、10・・・変換装
置制御回路、11・・・電圧検出器、12.15・・・
加算器、I3・・・高域フィルタ、14・・・積分器、
16・・・増幅器、18・・・電流検出器、18・・・
リアクトル変圧器、19・・・直流インダクタ、20・
・・動作遅れフィルタ、21・・・第1加算器、23・
・・第2加算器、31・・・偏向電磁石励磁電源、32
・・・集束電磁石励磁電源、
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a waveform diagram explaining the control operation of the embodiment of the present invention.
5 to 5 are block diagrams showing the configuration of other embodiments of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing the relationship between the electromagnet of the proton synchrotron according to the embodiment of the present invention and the power supply device that excites the electromagnet. 1... Active filter, 2... Thyristor conversion device, 3... Passive filter, 4... Constant current controller, 5...
...Constant voltage controller, 6...Automatic pulse phase shifter, 7...
- Load device, 9... Current control command, 10... Conversion device control circuit, 11... Voltage detector, 12.15...
Adder, I3...high-pass filter, 14...integrator,
16...Amplifier, 18...Current detector, 18...
Reactor transformer, 19... DC inductor, 20...
・・Operation delay filter, 21 ・・First adder, 23・
...Second adder, 31...Bending electromagnet excitation power supply, 32
...Focusing electromagnet excitation power supply,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、スイッチング素子を有し交流を直流に変換して出力
する変換装置と、該変換装置の出力に接続された受動型
フィルタと、該受動型フィルタの出力に接続された能動
型フィルタと、前記変換装置のスイッチング素子を電流
指令に応じて制御する変換装置制御回路とを備えてなり
、前記能動型フィルタの出力を負荷に供給するようにし
てなる電源装置において、前記能動型フィルタが、直流
主回路に直列挿入されたリアクトルと、前記受動型フィ
ルタの出力電圧を検出する電圧検出器と、該検出電圧か
ら脈流成分を抽出する高域フィルタと、該抽出された脈
流成分を少なくとも積分処理してなるフィルタ制御指令
を出力する積分回路と、該フィルタ制御指令に応じ、前
記リアクトルに誘起される主回路脈流電圧と逆位相の脈
流電圧を発生させる励磁電流を前記リアクトルに供給す
る増幅器と、該増幅器の出力電流を検出して該検出電流
を前記フィルタ制御指令に負帰還する負帰還回路とを含
んでなることを特徴とする電源装置。 2、請求項1に記載の電源装置において、前記リアクト
ルが、1次巻線が前記直流主回路に挿入接続されたリア
クトル変圧器であり、該リアクトル変圧器の2次巻線が
前記増幅器の出力に接続されたものであることを特徴と
する電源装置。 3、請求項1に記載の電源装置において、前記リアクト
ルが、前記直流主回路に挿入接続された直流インダクタ
であり、該直流インダクタの両端が前記増幅器の出力に
接続されたものであることを特徴とする電源装置。 4、スイッチング素子を有し交流を直流に変換して出力
する変換装置と、該変換装置の出力に接続された受動型
フィルタと、該受動型フィルタの出力に接続された能動
型フィルタと、前記変換装置の負荷電流を与えられる電
流指令に一致させる電流操作量を求め、該電流操作量に
基づいて前記スイッチング素子を制御する変換装置制御
回路とを備えてなり、前記能動型フィルタの出力を負荷
に供給するようにしてなる電源装置において、前記能動
型フィルタが、直流主回路に直列挿入されたリアクトル
と、前記受動型フィルタの出力電圧を検出する電圧検出
器と、該検出電圧から前記変換装置制御回路の電流操作
量に相当する電圧を減算する加算器と、該加算器の出力
の脈流成分を抽出する高域フィルタと、該抽出された脈
流成分を少なくとも積分処理してなるフィルタ制御指令
を出力する積分回路と、該フィルタ制御指令に応じ、前
記リアクトルに誘起される主回路脈流電圧と逆位相の脈
流電圧を発生させる励磁電流を前記リアクトルに供給す
る増幅器と、該増幅器の出力電流を検出して該検出電流
を前記フィルタ制御指令に負帰還する負帰還回路とを含
んでなることを特徴とする電源装置。 5、請求項4に記載の電源装置において、前記リアクト
ルが、1次巻線が前記直流主回路に挿入接続されたリア
クトル変圧器であり、該リアクトル変圧器の2次巻線が
前記増幅器の出力に接続されたものであることを特徴と
する電源装置。 6、請求項4に記載の電源装置において、前記リアクト
ルが、前記直流主回路に挿入接続された直流インダクタ
であり、該直流インダクタの両端が前記増幅器の出力に
接続されたものであることを特徴とする電源装置。 7、請求項4、5、6のいずれかに記載の電源装におい
て、前記変換装置制御回路の電流操作量に相当する電圧
が、所定の遅延時間に設定された遅延回路を介して前記
加算器に入力されることを特徴とする電源装置。 8、請求項4、5、6のいずれかに記載の電源装置にお
いて、前記変換装置制御回路の電流操作量に相当する電
圧にフィードフォワードの電圧指令が加算され、その加
算値又はフイードフオワードの電圧指令が、所定の遅延
時間に設定された遅延回路を介して前記加算器に入力さ
れることを特徴とする電源装置。 9、請求項7又は8に記載の電源装置において、前記遅
延回路の遅延時間が、前記電流操作量の変化が前記受動
型フィルタの出力電圧に現れる応答遅れ時間に設定され
たことを特徴とする電源装置。 10、粒子を生成する粒子発生器と、該粒子発生器で生
成した粒子を所定のエネルギレベル迄加速する前段加速
器と、該前段加速器で加速された粒子を主電磁石により
周回させながら高周波加速空洞により加速して所定の粒
子エネルギを付与する最終段加速器と、前記主電磁石を
励磁する電源装置とを備えた粒子加速器において、前記
電源装置がスイッチング素子を有し交流を直流に変換し
て出力する変換装置と、該変換装置の出力に接続された
受動型フィルタと、該受動型フィルタの出力に接続され
た能動型フィルタと、前記変換装置のスイッチング素子
を電流指令に応じて制御する変換装置制御回路とを備え
てなり、前記能動型フィルタが、直流主回路に直列挿入
されたリアクトルと、前記受動型フィルタの出力電圧を
検出する電圧検出器と、該検出電圧から脈流成分を抽出
する高域フィルタと、該抽出された脈流成分を少なくと
も積分処理してなるフィルタ制御指令を出力する積分回
路と、該フィルタ制御指令に応じ、前記リアクトルに誘
起される主回路脈流電圧と逆位相の脈流電圧を発生させ
る励磁電流を前記リアクトルに供給する増幅器と、該増
幅器の出力電流を検出して該検出電流を前記フィルタ制
御指令に負帰還する負帰還回路とを含んでなることを特
徴とする粒子加速器。 11、粒子を生成する粒子発生器と、該粒子発生器で生
成した粒子を所定のエネルギレベル迄加速する前段加速
器と、該前段加速器で加速された粒子を主電磁石により
周回させながら高周波加速空洞により加速して所定の粒
子エネルギを付与する最終段加速器と、前記主電磁石を
励磁する電源装置とを備えた粒子加速器において、前記
電源装置がスイッチング素子を有し交流を直流に変換し
て出力する変換装置と、該変換装置の出力に接続された
受動型フィルタと、該受動型フィルタの出力に接続され
た能動型フィルタと、前記変換装置の負荷電流を与えら
れる電流指令に一致させる電流操作量を求め、該電流操
作量に基づいて前記スイッチング素子を制御する変換装
置制御回路とを備えてなり、前記能動型フィルタが、直
流主回路に直列挿入されたリアクトルと、前記受動型フ
ィルタの出力電圧を検出する電圧検出器と、該検出電圧
から前記変換装置制御回路の電流操作量に相当する電圧
を減算する加算器と、該加算器の出力の脈流成分を抽出
する高域フィルタと、該抽出された脈流成分を少なくと
も積分処理してなるフィルタ制御指令を出力する積分回
路と、該フィルタ制御指令に応じ、前記リアクトルに誘
起される主回路脈流電圧と逆位相の脈流電圧を発生させ
る励磁電流を前記リアクトルに供給する増幅器と、該増
幅器の出力電流を検出して該検出電流を前記フィルタ制
御指令に負帰還する負帰還回路とを含んでなることを特
徴とする粒子加速器。
[Claims] 1. A conversion device having a switching element and converting alternating current into direct current and outputting it, a passive filter connected to the output of the conversion device, and a passive filter connected to the output of the passive filter. In a power supply device comprising an active filter and a conversion device control circuit that controls a switching element of the conversion device according to a current command, the power supply device is configured to supply an output of the active filter to a load. A type filter includes a reactor inserted in series in a DC main circuit, a voltage detector that detects the output voltage of the passive filter, a high-pass filter that extracts a ripple component from the detected voltage, and a high-pass filter that extracts a ripple component from the detected voltage. an integrating circuit that outputs a filter control command obtained by performing at least integral processing on a flow component; and an excitation current that generates a pulsating voltage having a phase opposite to the main circuit pulsating voltage induced in the reactor in accordance with the filter control command; A power supply device comprising: an amplifier that supplies the reactor; and a negative feedback circuit that detects an output current of the amplifier and provides negative feedback of the detected current to the filter control command. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the reactor is a reactor transformer whose primary winding is inserted and connected to the DC main circuit, and whose secondary winding is connected to the output of the amplifier. A power supply device characterized in that it is connected to. 3. The power supply device according to claim 1, wherein the reactor is a DC inductor inserted and connected to the DC main circuit, and both ends of the DC inductor are connected to the output of the amplifier. power supply. 4. A conversion device that has a switching element and converts alternating current into direct current and outputs it, a passive filter connected to the output of the conversion device, an active filter connected to the output of the passive filter, and the a converter control circuit that determines a current manipulated amount that makes the load current of the converter match a given current command, and controls the switching element based on the current manipulated amount, and controls the output of the active filter as a load. In the power supply device, the active filter includes a reactor inserted in series with a DC main circuit, a voltage detector that detects the output voltage of the passive filter, and a voltage detector that detects the output voltage of the passive filter. A filter control comprising: an adder that subtracts a voltage corresponding to the current operation amount of the control circuit; a high-pass filter that extracts a pulsating flow component of the output of the adder; and a filter control that performs at least an integral process on the extracted pulsating flow component. an integrator circuit that outputs a command; an amplifier that supplies the reactor with an excitation current that generates a pulsating current voltage having an opposite phase to the main circuit pulsating voltage induced in the reactor in accordance with the filter control command; A power supply device comprising: a negative feedback circuit that detects an output current and feeds the detected current back to the filter control command. 5. The power supply device according to claim 4, wherein the reactor is a reactor transformer whose primary winding is inserted and connected to the DC main circuit, and whose secondary winding is connected to the output of the amplifier. A power supply device characterized in that it is connected to. 6. The power supply device according to claim 4, wherein the reactor is a DC inductor inserted and connected to the DC main circuit, and both ends of the DC inductor are connected to the output of the amplifier. power supply. 7. The power supply system according to any one of claims 4, 5, and 6, wherein the voltage corresponding to the current operation amount of the converter control circuit is applied to the adder via a delay circuit set to a predetermined delay time. A power supply device characterized in that the input power is input to the power source. 8. In the power supply device according to any one of claims 4, 5, and 6, a feedforward voltage command is added to the voltage corresponding to the current operation amount of the converter control circuit, and the added value or the feedforward voltage A power supply device characterized in that the voltage command is input to the adder via a delay circuit set to a predetermined delay time. 9. The power supply device according to claim 7 or 8, wherein the delay time of the delay circuit is set to a response delay time when a change in the current manipulated variable appears in the output voltage of the passive filter. power supply. 10. A particle generator that generates particles, a pre-accelerator that accelerates the particles generated by the particle generator to a predetermined energy level, and a high-frequency acceleration cavity that rotates the particles accelerated by the pre-accelerator using a main electromagnet. A particle accelerator comprising a final stage accelerator that accelerates and imparts predetermined particle energy, and a power supply device that excites the main electromagnet, wherein the power supply device has a switching element and converts alternating current to direct current and outputs it. a conversion device control circuit that controls a switching element of the conversion device according to a current command; a passive filter connected to the output of the conversion device; an active filter connected to the output of the passive filter; The active filter comprises a reactor inserted in series with the DC main circuit, a voltage detector that detects the output voltage of the passive filter, and a high-frequency detector that extracts a ripple component from the detected voltage. a filter, an integrating circuit that outputs a filter control command obtained by performing at least an integral process on the extracted pulsating flow component, and a pulsation that is in opposite phase to the main circuit pulsating voltage induced in the reactor in response to the filter control command; The present invention is characterized by comprising an amplifier that supplies an excitation current that generates a current voltage to the reactor, and a negative feedback circuit that detects the output current of the amplifier and negatively feeds the detected current back to the filter control command. particle accelerator. 11. A particle generator that generates particles, a pre-accelerator that accelerates the particles generated by the particle generator to a predetermined energy level, and a high-frequency acceleration cavity that rotates the particles accelerated by the pre-accelerator using a main electromagnet. A particle accelerator comprising a final stage accelerator that accelerates and imparts predetermined particle energy, and a power supply device that excites the main electromagnet, wherein the power supply device has a switching element and converts alternating current to direct current and outputs it. A device, a passive filter connected to the output of the converter, an active filter connected to the output of the passive filter, and a current control amount that makes the load current of the converter match a given current command. a converter control circuit for controlling the switching element based on the current operation amount, and the active filter includes a reactor inserted in series with the DC main circuit and an output voltage of the passive filter. a voltage detector for detecting; an adder for subtracting a voltage corresponding to the current operation amount of the converter control circuit from the detected voltage; a high-pass filter for extracting a pulsating flow component of the output of the adder; an integrating circuit that outputs a filter control command obtained by at least integrally processing the pulsating current component, and generating a pulsating voltage having an opposite phase to the main circuit pulsating voltage induced in the reactor in accordance with the filter control command; A particle accelerator comprising: an amplifier that supplies excitation current to the reactor; and a negative feedback circuit that detects the output current of the amplifier and feeds back the detected current negatively to the filter control command.
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