JPS6141435Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本案は核融合実験装置のプラズマ加熱用直流電
源装置に関するもので、特に直流しや断器に直列
に接続されたダイオードを保護するようにしたプ
ラズマ加熱用直流電源装置に関するものである。

考案の技術的背景とその問題点 プラズマ加熱用直流電源は第１図に示す如く、
直流電源のサイリスタ１より直流断路器２を通し
て負荷インダクタンス３Ｌに直流を流し所定の電
流値に達したときにインバータ運転して、しや断
器１２で電流をしや断し、エネルギー吸収回路の
ダイオード５を通してインダクタンスＬの負荷イ
ンダクタンス３の電流を抵抗値Ｒの吸収回路抵抗
４へ転流させ、電流をＬ／Ｒの時定数で減衰させ
て、負荷インダクタンス３の電流変化に伴う磁束
の変化で、これと鎖交するプラズマを加熱するよ
うにしている。

この回路においてサイリスタ直流電源１から負
荷インダクタンス３と並列な吸収用抵抗４と直流
しや断器１２への電流を防ぐために直列にダイオ
ード５，６を結合している。所定の電流値に達し
た後インバータ運転に移る。電流がエネルギー吸
収回路４と直流しや断器１２側の回路の方に流れ
る。電源の電流が零になつた所で断路器２を開い
て電源１側を切り離す。直流しや断器１２を開い
て直流しや断に移るが、これはしや断器１２の接
点を開極して行なう。しや断器１２の接点間ギヤ
ツプ長が充分得られた所でイグナイトロン１１を
導通させ、あらかじめ充電された転流回路コンデ
ンサ９よりしや断器１２へ振動電流を重畳し強制
的に電流零点を作る。

電流零点では転流回路コンデンサ９に初期充電
の一部が残つており、負荷インダクタンス３、イ
グナイトロン１１、転流回路コンデンサ９、転流
回路インダクタンス７、ダイオード６の回路で放
電されてゆく。放電を完了すると、負荷インダク
タンス３からエネルギーが流れて転流回路コンデ
ンサ９に充電が始まる。この場合極性が逆で吸収
回路抵抗４とダイオード５にさらに転流する。

転流回路コンデンサ９はしや断電流Ｉ_Oと吸収
回路抵抗４の抵抗値Ｒの積Ｉ_O×Ｒの電圧まで充
電され、こゝで電流が零となつてイグナイトロン
１１が切れる。一方しや断器１２には並列に容量
Ｃのサージ吸収用コンデンサ１０、抵抗値ｒの制
動抵抗１４が結合されているので、しや断器１２
の接点のしや断後には転流用コンデンサ９と同じ
電圧に充電されてゆく。

Ｉ_O×Ｒの電圧はＬ／Ｒの時定数で減衰してゆ
くが、Ｃ，ｒの電圧はそのまゝ保持されてダイオ
ード６に差の電圧が印加されるようになる。

ダイオード６は負荷インダクタンス３の電流を
直流電源で立ち上げる時に直流しや断接点１２へ
流れ込むのを防ぐためものであるから耐圧は低く
てよいが、しや断後の転流回路コンデンサの電圧
に耐えるようにすると耐圧の高いものが必要とな
りコスト的に大変である。尚８は可飽和リアクト
ルで、電流零点を作るときの、di／dtの変化率を
やわらげる為のものである。

考案の目的 本案は以上の点に鑑みて成されたもので、ダイ
オードの耐圧が低くても破壊しないようにするこ
とができる核融合装置のプラズマ加熱用電源装置
を得ることを目的とする。

考案の概要 本考案は上記目的を達成する為に、電源１と、
この電源１に直流断路器２を介して直列接続され
る負荷インダクタンス３と、この負荷インダクタ
ンス３に並列接続される抵抗４とダイオード５か
らなるエネルギー吸収回路２０と、このエネルギ
ー吸収回路２０に並列接続されるダイオード６、
可飽和リアクトル８及び直流しや断接点１２から
なる直流しや断回路３０と、前記可飽和リアクト
ル８と直流しや断接点１２に並列接続されたイン
ダクタンス７、コンデンサ９及びイグナイトロン
１１からなる転流回路４０と、前記直流しや断接
点１２に並列接続されるコンデンサ１０及び抵抗
１４からなる制動回路５０とからなる核融合装置
のプラズマ加熱用電源装置において、直流しや断
回路３０のダイオード６と並列に抵抗素子１３，
１５を接続したことを特徴とする。

考案の実施例 以下本案の構成を第１図と同一部品に同符号を
記した第２図に示す一実施例を参照しながら説明
する。交流をサイリスタにより構成した整流装置
により直流電源１とし、断路器２を介してプラズ
マ加熱炉にエネルギーを与える。負荷インダクタ
ンス３に吸収回路用抵抗４と吸収回路用ダイオー
ド５とからなるエネルギー吸収回路２０を並列に
接続する。更にこのエネルギー吸収回路２０と並
列に、ダイオード６、可飽和リアクトル８及び直
流しや断接点１２からなる直流しや断回路３０を
接続する。そしてこの可飽和リアクトル８と直流
しや断回路１２に並列に転流回路用インダクタン
ス７転流回路用コンデンサ９およびイグナイトロ
ン１１からなる転流回路４０を接続する。更に、
直流しや断接点１２に並列に制動抵抗１４とサー
ジ吸収用コンデンサ１０からなる制動回路５０が
接続されている。このダイオード６に並列に抵抗
値R′の保護抵抗１３を接続し構成されている。

次に上記構成の回路の作用について説明する。

第２図において、電流を立ち上げ、インバータ
運転をし、電流を電源１より直流しや断接点１２
へ転流させた後、断路器２を開き電源１側を切り
離す。直流しや断接点１２を開いて直流しや断に
移るときあらかじめ充電された転流コンデンサ９
よりイグナイトロン１１を通して転流回路インダ
クタンス７可飽和リアクトル８を通してしや断接
点１２に振動電流を発生重畳させ強制的に電流零
点を作る。

その過程を第３図に示す。即ちＡ点で断路器２
を開き、Ｂ点で直流しや断接点１２を開いて転流
回路４０のイグナイトロン１１がＢ点で導通にな
り振動電流が重畳され電流零点Ｃが急速に得られ
るようにする。この時転流コンデンサ９に初期充
電の一部が残りダイオード６を通して負荷コイル
３へ放電され、放電がＤ点で完了し、負荷インダ
クタンス３からエネルギーが流れて転流コンデン
サ９に充電が始る。このときダイオード５へ順方
向電圧が加わり導通する。

転流コンデンサ９はしや断電流をＩ_O、吸収回
路抵抗４の抵抗値をＲとするとＩ_O×Ｒ電圧まで
充電され、こゝでＥ点で電流が零になり、イグナ
イトロン１１が切れる。転流コンデンサ９の電圧
はサージ吸収用コンデンサ１０に充電されてい
る。抵抗４の電圧はＬ／Ｒの時定数で減衰し、サ
ージ吸収用コンデンサ１０の電圧も、ダイオード
６のバイパス抵抗１３の抵抗値R′を適当に選択
することによりCR′＜Ｌ／Ｒの条件を満足させ、所望 の時定数での減衰を可能にし且つダイオード６を
保護することができる。

尚、本案は上記し、かつ図面に示す実施例に限
定することなくその要旨を変更しない範囲内で適
宜変形して実施し得ることは勿論である。

その一実施例を第４図に示す。

ダイオード６に並列に設けたバイパス抵抗１３
の代りにサイリスタ１５を接続したもので上記と
同様転流コンデンサ９はしや断電流Ｉ_Oと吸収抵
抗４によりＩ_O×Ｒ電圧まで充電され、吸収回路
側はＬ／Ｒの時定数で減衰するが、サージ側のサ
ージコンデンサ１０に電圧が残り、サイリスタ側
に印加される。ダイオード６に電圧が出たらサイ
リスタ１５にトリガーして導通すれば、バイパス
抵抗１３の代りにサイリスタ１５を使うためにサ
イリスタ１５の抵抗は殆ど零でCR′→Ｏとなり小
さな時定数即ち短時間で減衰する。この様にすれ
ばイグナイトロンのバツクフアイヤーにおける転
流コンデンサの電圧も処理できる。

以上詳述したように本案によればプラズマ加熱
用直流電源において、直流しや断器と直列のダイ
オードと並列に抵抗体、サイリスタのような抵抗
素子を接続する保護回路とすることにより、イグ
ナイトロンを使用した転流回路の振動電流により
電流が零になつたところでしや断ができることは
勿論しや断したとき転流回路コンデンサとサージ
吸収用コンデンサ１０にしや断電流で逆電圧のエ
ネルギーが充電されダイオード６に印加され、ダ
イオード６を通して放電される。そしてこのダイ
オード６に適当な抵抗値のバイパス抵抗１３を並
列に接続した保護回路をつけることによつて、
CR′＜Ｌ／Ｒの条件を満足させ、逆充電電流の減衰を 調節し、ダイオード６に高電圧が印加されないよ
うにすることができ、ダイオードの保護とコスト
ダウンに極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の転流回路と振動回路をもつた直
流電源しや断回路図、第２図は本案の一実施例を
示すダイオードに並列抵抗保護回路を持つた転流
回路と振動回路よりなる直流電源しや断回路図、
第３図は第２図の回路の電流、電圧減衰曲線図、
第４図はダイオードに並列にサイリスタを挿入し
た本案の実施例の直流電源しや断回路図である。 １……直流電源（サイリスタ）、２……断路
器、３……負荷インダクタンス、４……吸収回路
抵抗、５……吸収回路用ダイオード、６……ダイ
オード、７……転流回路インダクタンス、８……
可飽和リアクトル、９……転流回路コンデンサ、
１０……サージ吸収用コンデンサ、１１……イグ
ナイトロン（トリガーキヤツプ）、１２……しや
断接点、１３……ダイオード保護抵抗R′、１４
……制動抵抗ｒ、１５……ダイオード保護サイリ
スタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電源と、この電源に直流断路器を介して直列
   接続される負荷インダクタンスと、この負荷イ
   ンダクタンスに並列接続される抵抗とダイオー
   ドからなるエネルギー吸収回路と、このエネル
   ギー吸収回路に並列接続されるダイオード、可
   飽和リアクトル及び直流しや断接点からなる直
   流しや断回路と、前記可飽和リアクトルとしや
   断接点に並列接続されたインダクタンス、コン
   デンサ及びイグナイトロンからなる転流回路と
   前記しや断接点に並列接続されるコンデンサ及
   び抵抗からなる制動回路とからなる核融合装置
   のプラズマ加熱用電源装置において、 直流しや断回路のダイオードと並列に抵抗素
   子を接続した核融合装置のプラズマ加熱用電源
   装置。 (2) 抵抗素子として低抵抗を用いた実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の核融合装置のプラズマ
   加熱用電源装置。 (3) 抵抗素子としてサイリスタを用いた実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の核融合装置のプラ
   ズマ加熱用電源装置。