JPH065390A - 電磁石電源の制御装置 - Google Patents
電磁石電源の制御装置Info
- Publication number
- JPH065390A JPH065390A JP16455592A JP16455592A JPH065390A JP H065390 A JPH065390 A JP H065390A JP 16455592 A JP16455592 A JP 16455592A JP 16455592 A JP16455592 A JP 16455592A JP H065390 A JPH065390 A JP H065390A
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- Japan
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- current
- electromagnet
- power supply
- control device
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】制御装置１は、電磁石２に流れる電流をシャン
ト抵抗４で測定し、伝達関数を求め設定電流を計算し、
電磁石電源２に設定電流値を与える。 【効果】電磁石の設定電流と実電流の伝達関数を求め、
目標電流から逆に入力設定電流を計算することにより、
目標電流と実電流のずれを少なくすることができるので
加速時における電流損失の低減と長寿命化に貢献でき
る。
ト抵抗４で測定し、伝達関数を求め設定電流を計算し、
電磁石電源２に設定電流値を与える。 【効果】電磁石の設定電流と実電流の伝達関数を求め、
目標電流から逆に入力設定電流を計算することにより、
目標電流と実電流のずれを少なくすることができるので
加速時における電流損失の低減と長寿命化に貢献でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低エネルギを加速，蓄
積する加速器に使用される電磁石の制御装置に関する。
積する加速器に使用される電磁石の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電磁石の制御装置については、荷電粒子
蓄積リング装置 特開昭63−53900 号公報に述べられて
いる。
蓄積リング装置 特開昭63−53900 号公報に述べられて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、偏向
磁石の磁場を測定し、設定磁場との差に基づき電磁石用
電源をコントロールすることにより磁場を安定化させる
ものである。
磁石の磁場を測定し、設定磁場との差に基づき電磁石用
電源をコントロールすることにより磁場を安定化させる
ものである。
【０００４】しかし、上記従来技術では、各電磁石が定
常状態にある荷電粒子の蓄積時には各電磁石を安定に精
度良く励磁することに有効であるが、荷電粒子を加速す
る場合、測定系の応答が遅いので、補償電流の決定が遅
れ、各電磁石を安定に制度良く励磁することは難しい。
また、低エネルギ荷電粒子を入射し、加速する場合、低
エネルギ荷電粒子は磁場の変化に敏感になり、各電磁石
の設定電流に対する実電流が目標の出力電流からずれる
と荷電粒子ビームの寿命と蓄積電流に大きく作用する。
常状態にある荷電粒子の蓄積時には各電磁石を安定に精
度良く励磁することに有効であるが、荷電粒子を加速す
る場合、測定系の応答が遅いので、補償電流の決定が遅
れ、各電磁石を安定に制度良く励磁することは難しい。
また、低エネルギ荷電粒子を入射し、加速する場合、低
エネルギ荷電粒子は磁場の変化に敏感になり、各電磁石
の設定電流に対する実電流が目標の出力電流からずれる
と荷電粒子ビームの寿命と蓄積電流に大きく作用する。
【０００５】本発明の目的は、荷電粒子を安定に加速す
るために、各電磁石を安定に精度良く励磁し、各電磁石
の設定電流に対する実電流が目標の出力電流となるよう
制御することにある。
るために、各電磁石を安定に精度良く励磁し、各電磁石
の設定電流に対する実電流が目標の出力電流となるよう
制御することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するに、
本発明は実際に荷電粒子を加速する時間で各電磁石を運
転し、設定電流とそれに基づく各電磁石に流れる実電流
または各磁石がつくる実磁場をサンプリングすることに
より達成される。
本発明は実際に荷電粒子を加速する時間で各電磁石を運
転し、設定電流とそれに基づく各電磁石に流れる実電流
または各磁石がつくる実磁場をサンプリングすることに
より達成される。
【０００７】
【作用】本発明において、各電磁石の設定電流に対する
実電流または各磁石の作る実磁場をサンプリングするこ
とにより、設定電流に対する実電流または実磁場の伝達
関数を求めることができる。この求めた伝達関数から逆
に目標電流を与え、設定する電流を算出する。以上求め
た電流を設定電流とし、各電磁石に供給することにより
目標とする電流を各電磁石に流すことができる。従っ
て、目標とする電流値と実電流のずれを小さくでき、各
電磁石を安定に精度良く励磁できる。
実電流または各磁石の作る実磁場をサンプリングするこ
とにより、設定電流に対する実電流または実磁場の伝達
関数を求めることができる。この求めた伝達関数から逆
に目標電流を与え、設定する電流を算出する。以上求め
た電流を設定電流とし、各電磁石に供給することにより
目標とする電流を各電磁石に流すことができる。従っ
て、目標とする電流値と実電流のずれを小さくでき、各
電磁石を安定に精度良く励磁できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。
する。
【０００９】図１は本発明をもっとも良く表している電
磁石電源の制御装置の構成、図２は加速時の電磁石の設
定電流，目標電流，実電流を示している。図３は、本発
明を適用した場合の設定電流，目標電流，実電流を示し
ている。図４は加速器の構成図である。
磁石電源の制御装置の構成、図２は加速時の電磁石の設
定電流，目標電流，実電流を示している。図３は、本発
明を適用した場合の設定電流，目標電流，実電流を示し
ている。図４は加速器の構成図である。
【００１０】図４において、前段加速器１２から出射さ
れた低エネルギ荷電粒子ビームはビームを集束及び発散
させる四極電磁石１３及びビーム軌道を偏向させる偏向
電磁石１４から成るビーム輸送系を通り、四極電磁石１
６，偏向電磁石１７，荷電粒子ビームにエネルギを与え
る加速空胴１８からなる加速蓄積リングにインフレクタ
１５より入射され、高エネルギに加速され蓄積される。
ビーム輸送系の四極電磁石１３及び偏向電磁石１４は、
前段加速器１２からの荷電粒子ビームを加速蓄積リング
に輸送するのみに使用されるため一定電流，一定磁場で
励磁される。これに対し、加速蓄積リングに使用される
四極電磁石１６及び偏向電磁石１７は、荷電粒子ビーム
の加速・減速時に電流、すなわち、磁場を変化させ運転
する。本発明では加速蓄積リングに使用される電磁石を
対象としているので以下電磁石とは加速蓄積リングに使
用される電磁石を指す。
れた低エネルギ荷電粒子ビームはビームを集束及び発散
させる四極電磁石１３及びビーム軌道を偏向させる偏向
電磁石１４から成るビーム輸送系を通り、四極電磁石１
６，偏向電磁石１７，荷電粒子ビームにエネルギを与え
る加速空胴１８からなる加速蓄積リングにインフレクタ
１５より入射され、高エネルギに加速され蓄積される。
ビーム輸送系の四極電磁石１３及び偏向電磁石１４は、
前段加速器１２からの荷電粒子ビームを加速蓄積リング
に輸送するのみに使用されるため一定電流，一定磁場で
励磁される。これに対し、加速蓄積リングに使用される
四極電磁石１６及び偏向電磁石１７は、荷電粒子ビーム
の加速・減速時に電流、すなわち、磁場を変化させ運転
する。本発明では加速蓄積リングに使用される電磁石を
対象としているので以下電磁石とは加速蓄積リングに使
用される電磁石を指す。
【００１１】図１（ａ）は実電流をサンプリングする場
合、Ｂは実磁場をサンプリングする場合の制御装置の構
成を示す。図１（ａ）および（ｂ）において、１は計算
機からなる制御装置、２は電磁石の電源、３は電磁石、
４は実電流を測定するシャント抵抗、５は実磁場を測定
するホール素子、６は実電流及び実磁場を制御装置１に
取り込むためのＡ／Ｄ変換器である。例として、図２の
７に示すような設定電流の加速パターンで電磁石を励磁
する場合、制御装置１は周期Δｔ毎に設定電流を電磁石
電源２に設定し、その設定値に基づき電磁石電源２は電
磁石３に電流を供給する。この加速パターン７の実電流
をシャント抵抗４で測定すると回路の伝達関数により実
電流は８のようになる。低エネルギ時に設定電流７と実
電流８にずれが生じると荷電粒子の軌道が大きく変化し
荷電粒子ビームの寿命は短くなり、蓄積電流も少なくな
る。そこで、本発明では電磁石３を加速パターン７で一
度運転し、実電流８を測定する。設定電流７のディスク
リート信号ｘ（ｔ）と実電流８のディスクリート信号ｙ
（ｔ）より伝達関数Ｇ（ｓ）を制御装置１で求めた後、
実電流８が目標電流９ｙｃ(ｔ)となるように逆に電磁石
の設定電流ｘｃ(ｔ)を制御装置１で計算する。以上求め
た設定電流ｘｃ（ｔ）を電磁石電源に設定すると図３に
示すように電磁石の実電流９を目標１０の出力電流とす
ることができる。
合、Ｂは実磁場をサンプリングする場合の制御装置の構
成を示す。図１（ａ）および（ｂ）において、１は計算
機からなる制御装置、２は電磁石の電源、３は電磁石、
４は実電流を測定するシャント抵抗、５は実磁場を測定
するホール素子、６は実電流及び実磁場を制御装置１に
取り込むためのＡ／Ｄ変換器である。例として、図２の
７に示すような設定電流の加速パターンで電磁石を励磁
する場合、制御装置１は周期Δｔ毎に設定電流を電磁石
電源２に設定し、その設定値に基づき電磁石電源２は電
磁石３に電流を供給する。この加速パターン７の実電流
をシャント抵抗４で測定すると回路の伝達関数により実
電流は８のようになる。低エネルギ時に設定電流７と実
電流８にずれが生じると荷電粒子の軌道が大きく変化し
荷電粒子ビームの寿命は短くなり、蓄積電流も少なくな
る。そこで、本発明では電磁石３を加速パターン７で一
度運転し、実電流８を測定する。設定電流７のディスク
リート信号ｘ（ｔ）と実電流８のディスクリート信号ｙ
（ｔ）より伝達関数Ｇ（ｓ）を制御装置１で求めた後、
実電流８が目標電流９ｙｃ(ｔ)となるように逆に電磁石
の設定電流ｘｃ(ｔ)を制御装置１で計算する。以上求め
た設定電流ｘｃ（ｔ）を電磁石電源に設定すると図３に
示すように電磁石の実電流９を目標１０の出力電流とす
ることができる。
【００１２】また、図１の（ｂ）の実磁場サンプリング
方法も実電流サンプリングを実磁場をサンプリングに代
えるだけで同様に構成することができる。
方法も実電流サンプリングを実磁場をサンプリングに代
えるだけで同様に構成することができる。
【００１３】本実施例で実電流の測定にシャント抵抗を
使用したが、電流が測定できるものであれば良い。ま
た、実磁場の測定にホール素子を使用したが、磁場を測
定できるものであれば良い。また、伝達関数を求めるさ
いに入力するパターン７は上記以外でも良い。
使用したが、電流が測定できるものであれば良い。ま
た、実磁場の測定にホール素子を使用したが、磁場を測
定できるものであれば良い。また、伝達関数を求めるさ
いに入力するパターン７は上記以外でも良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、設定電流と実電流の伝
達関数を求め、結果から目標の電流を流すための入力電
流、すなわち、設定電流を計算する。以上のように運転
することにより、加速時の目標の電流及び磁場からの電
磁石の実電流及び実磁場のずれを低減できるため各電磁
石を安定に精度良く運転できる。
達関数を求め、結果から目標の電流を流すための入力電
流、すなわち、設定電流を計算する。以上のように運転
することにより、加速時の目標の電流及び磁場からの電
磁石の実電流及び実磁場のずれを低減できるため各電磁
石を安定に精度良く運転できる。
【図１】本発明のブロック図。
【図２】目標電流・設定電流・実電流の関係を示す説明
図。
図。
【図３】本発明による目標電流・設定電流・実電流の関
係を示す説明図。
係を示す説明図。
【図４】加速器のブロック図。
１…制御装置、２…電磁石の電源、３…電磁石、４…シ
ャント抵抗、５…ホール素子、６…Ａ／Ｄ変換器。
ャント抵抗、５…ホール素子、６…Ａ／Ｄ変換器。
Claims (7)
- 【請求項１】加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電
源の制御装置において、設定電流に対する前記電磁石の
実電流を検出し、入出力の伝達関数を求め、実際に出力
したい電流に対する入力電流を伝達関数から算出し、前
記電磁石に供給することを特徴とする電磁石電源の制御
装置。 - 【請求項２】加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電
源の制御装置において、設定電流に対する前記電磁石の
実磁場を検出し、入出力の伝達関数を求め、実際に出力
したい磁場に対する入力電流を伝達関数から算出し、前
記電磁石に供給することを特徴とする電磁石電源の制御
装置。 - 【請求項３】加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電
源の制御装置において、加速及び減速時の設定電流に対
する電磁石の実電流を検出し、入出力の伝達関数を求
め、実際に出力したい電流に対する入力電流を伝達関数
から算出し、前記電磁石に供給することを特徴とする電
磁石電源の制御装置。 - 【請求項４】加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電
源の制御装置において、加速及び減速時の設定電流に対
する電磁石の実磁場を検出し、入出力の伝達関数を求
め、実際に出力したい磁場に対する入力電流を伝達関数
から算出し、前記電磁石に供給することを特徴とする電
磁石電源の制御装置。 - 【請求項５】加速器の加速及び減速時に周期的に電磁石
に電流を供給する電磁石電源の制御装置において、上記
周期と同周期で設定電流に対する電磁石の実電流を検出
し、入出力の伝達関数を求め、実際に出力したい電流に
対する入力電流を伝達関数から算出し、前記電磁石に供
給することを特徴とする電磁石電源の制御装置。 - 【請求項６】加速器の加速及び減速時に周期的に電磁石
に電流を供給する電磁石電源の制御装置において、上記
周期と同周期で設定電流に対する電磁石の実磁場を検出
し、入出力の伝達関数を求め、実際に出力したい磁場に
対する入力電流を伝達関数から算出し、前記電磁石に供
給することを特徴とする電磁石電源の制御装置。 - 【請求項７】低エネルギを加速，蓄積する加速器の加速
及び減速時に周期的に電磁石に電流を供給する電磁石電
源の制御装置において、上記周期と同周期で設定電流に
対する電磁石の実磁場を検出し、入出力の伝達関数を求
め、実際に出力したい磁場に対する入力電流を伝達関数
から算出し、電磁石に供給することを特徴とする電磁石
電源の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16455592A JPH065390A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 電磁石電源の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16455592A JPH065390A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 電磁石電源の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065390A true JPH065390A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15795391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16455592A Pending JPH065390A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 電磁石電源の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065390A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917527B2 (en) | 2003-01-23 | 2005-07-12 | Yokogawa Electric Corporation | Switching power supply |
| JP2007173580A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | National Cancer Center-Japan | 磁界発生装置およびその制御方法 |
| JP2010257633A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | 磁場発生装置及びシンクロトロン |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP16455592A patent/JPH065390A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6917527B2 (en) | 2003-01-23 | 2005-07-12 | Yokogawa Electric Corporation | Switching power supply |
| JP2007173580A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | National Cancer Center-Japan | 磁界発生装置およびその制御方法 |
| JP4671287B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-04-13 | 独立行政法人国立がん研究センター | 磁気発生装置 |
| JP2010257633A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Mitsubishi Electric Corp | 磁場発生装置及びシンクロトロン |
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