JPH09260099A - 粒子加速電源装置 - Google Patents
粒子加速電源装置Info
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- JPH09260099A JPH09260099A JP8086071A JP8607196A JPH09260099A JP H09260099 A JPH09260099 A JP H09260099A JP 8086071 A JP8086071 A JP 8086071A JP 8607196 A JP8607196 A JP 8607196A JP H09260099 A JPH09260099 A JP H09260099A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 加速電極間のブレークダウン発生時に交流系
統への擾乱を最小限に抑えると共に、再立ち上げを最短
時間にすることができる粒子加速電源装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 加速電極６間のブレークダウン発生時に
インバータ３が停止すると、コンバータ１から供給され
る消費電力は電力消費回路１５で消費される。また、そ
の際に平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は逆流防止ダ
イオード１１により保持される。したがって、インバー
タ３が停止したとき交流系統に擾乱を与えることがな
く、またインバータ３の入力電圧を所定の電圧に保持で
きるので、インバータ３の立ち上げが短時間で行える。
統への擾乱を最小限に抑えると共に、再立ち上げを最短
時間にすることができる粒子加速電源装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 加速電極６間のブレークダウン発生時に
インバータ３が停止すると、コンバータ１から供給され
る消費電力は電力消費回路１５で消費される。また、そ
の際に平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は逆流防止ダ
イオード１１により保持される。したがって、インバー
タ３が停止したとき交流系統に擾乱を与えることがな
く、またインバータ３の入力電圧を所定の電圧に保持で
きるので、インバータ３の立ち上げが短時間で行える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子を加速す
るための加速電極に直流電源を供給する粒子加速電源装
置に関する。
るための加速電極に直流電源を供給する粒子加速電源装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、核融合装置のプラズマを加熱す
るために用いられる中性子粒子入射加熱装置は、図５に
示すように構成されている。加速電極６に事前に直流高
電圧を印加しておき、荷電粒子生成電源装置８を起動し
てイオン源７で荷電粒子を生成させる。そして、加速電
極６間の電位差により加速させる。
るために用いられる中性子粒子入射加熱装置は、図５に
示すように構成されている。加速電極６に事前に直流高
電圧を印加しておき、荷電粒子生成電源装置８を起動し
てイオン源７で荷電粒子を生成させる。そして、加速電
極６間の電位差により加速させる。
【０００３】粒子加速電源装置１４はイオン源７で生成
された荷電粒子を加速する電源装置であり、加速電極６
間に直流電源を供給するものである。すなわち、交流電
源をコンバータ１で直流に変換し、このコンバータ１で
変換された直流を平滑コンデンサ２で平滑してインバー
タ３に入力する。インバータ３は、平滑コンデンサ２で
平滑された直流を高周波の交流に逆変換するものであ
り、インバータ３で逆変換された交流は昇圧変圧器４で
昇圧される。そして、昇圧変圧器４で昇圧された交流は
整流器５で整流され、加速電極６にその整流した直流を
直流電源として供給する。
された荷電粒子を加速する電源装置であり、加速電極６
間に直流電源を供給するものである。すなわち、交流電
源をコンバータ１で直流に変換し、このコンバータ１で
変換された直流を平滑コンデンサ２で平滑してインバー
タ３に入力する。インバータ３は、平滑コンデンサ２で
平滑された直流を高周波の交流に逆変換するものであ
り、インバータ３で逆変換された交流は昇圧変圧器４で
昇圧される。そして、昇圧変圧器４で昇圧された交流は
整流器５で整流され、加速電極６にその整流した直流を
直流電源として供給する。
【０００４】ここで、加速電極６間では、度々ブレーク
ダウンと言われる負荷短絡に等しい絶縁破壊現象が発生
する。加速電極６間にブレークダウンが発生した場合、
その際に発生するサージ電流からイオン源７や粒子加速
電源装置１４を保護するために、加速電極６に供給して
いる直流電流を高速に遮断する必要がある。
ダウンと言われる負荷短絡に等しい絶縁破壊現象が発生
する。加速電極６間にブレークダウンが発生した場合、
その際に発生するサージ電流からイオン源７や粒子加速
電源装置１４を保護するために、加速電極６に供給して
いる直流電流を高速に遮断する必要がある。
【０００５】この対策として、直流側にスイッチを設け
ることが考えられるが、そうした場合、粒子加速電源電
圧が高電圧であるので、スイッチ素子の直列数が増大し
スイッチが大型化してしまう。また、スイッチが大型化
すると、その設置場所の問題も生じる。
ることが考えられるが、そうした場合、粒子加速電源電
圧が高電圧であるので、スイッチ素子の直列数が増大し
スイッチが大型化してしまう。また、スイッチが大型化
すると、その設置場所の問題も生じる。
【０００６】これを避けるため、粒子加速電源装置１４
は、図５に示すようなインバータ方式の構成としてい
る。すなわち、ブレークダウンが発生した場合には、交
流側のインバータ３により高速にスイッチングし直流電
流を遮断する。
は、図５に示すようなインバータ方式の構成としてい
る。すなわち、ブレークダウンが発生した場合には、交
流側のインバータ３により高速にスイッチングし直流電
流を遮断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
インバータ方式の粒子加速電源装置１４においては、交
流電源である交流系統に擾乱を発生させることがある。
すなわち、ブレークダウン発生時にはインバータ３を高
速遮断するので、それまで使用していた消費電力が急激
に無くなり、交流系統に擾乱を発生させるという問題点
があった。
インバータ方式の粒子加速電源装置１４においては、交
流電源である交流系統に擾乱を発生させることがある。
すなわち、ブレークダウン発生時にはインバータ３を高
速遮断するので、それまで使用していた消費電力が急激
に無くなり、交流系統に擾乱を発生させるという問題点
があった。
【０００８】また、ブレークダウンによりインバータを
高速遮断し停止させた後に、再運転しようとした場合に
は、インバータ３の入力電圧が所定の電圧に立ち上がる
までは、インバータ３を起動することができないので、
粒子加速電源装置１４の再立ち上げには、多少の時間を
要していた。
高速遮断し停止させた後に、再運転しようとした場合に
は、インバータ３の入力電圧が所定の電圧に立ち上がる
までは、インバータ３を起動することができないので、
粒子加速電源装置１４の再立ち上げには、多少の時間を
要していた。
【０００９】本発明の目的は、加速電極間のブレークダ
ウン発生時に交流系統への擾乱を最小限に抑えると共
に、再立ち上げを最短時間にすることができる粒子加速
電源装置を提供することである。
ウン発生時に交流系統への擾乱を最小限に抑えると共
に、再立ち上げを最短時間にすることができる粒子加速
電源装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、イン
バータが停止したときコンバータで変換された直流電力
を消費するための電力消費回路と、インバータが停止し
たとき平滑コンデンサに蓄えられた電荷が電力消費回路
に供給されることを阻止するための逆流防止ダイオード
とを設けたものである。
バータが停止したときコンバータで変換された直流電力
を消費するための電力消費回路と、インバータが停止し
たとき平滑コンデンサに蓄えられた電荷が電力消費回路
に供給されることを阻止するための逆流防止ダイオード
とを設けたものである。
【００１１】請求項１の発明では、加速電極間のブレー
クダウン発生時にインバータが停止すると、コンバータ
から供給される消費電力は電力消費回路で消費される。
また、その際に平滑コンデンサに蓄えられた電荷は逆流
防止ダイオードにより保持される。したがって、インバ
ータが停止したとき交流系統に擾乱を与えることがな
く、またインバータの入力電圧を所定の電圧に保持でき
る。
クダウン発生時にインバータが停止すると、コンバータ
から供給される消費電力は電力消費回路で消費される。
また、その際に平滑コンデンサに蓄えられた電荷は逆流
防止ダイオードにより保持される。したがって、インバ
ータが停止したとき交流系統に擾乱を与えることがな
く、またインバータの入力電圧を所定の電圧に保持でき
る。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、電力消費回路は、インバータが停止したときオンす
るスイッチと、このスイッチに直列に接続されコンバー
タで変換された直流電力を消費する抵抗器とから構成し
たものである。
て、電力消費回路は、インバータが停止したときオンす
るスイッチと、このスイッチに直列に接続されコンバー
タで変換された直流電力を消費する抵抗器とから構成し
たものである。
【００１３】請求項２の発明では、インバータの停止と
共にスイッチを閉じる。これにより、コンバータからの
供給される直流電力は抵抗器で消費される。
共にスイッチを閉じる。これにより、コンバータからの
供給される直流電力は抵抗器で消費される。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、スイッチは、逆阻止サイリスタとした
ものである。
の発明において、スイッチは、逆阻止サイリスタとした
ものである。
【００１５】請求項３の発明では、請求項１又は請求項
２の発明の作用に加え、インバータへの停止のためのゲ
ートパルスと同時に逆阻止サイリスタにゲートパルスを
出力し逆阻止サイリスタを導通させる。したがって、イ
ンバータの停止と逆阻止サイリスタの導通との時間差は
ほとんどなくなる。
２の発明の作用に加え、インバータへの停止のためのゲ
ートパルスと同時に逆阻止サイリスタにゲートパルスを
出力し逆阻止サイリスタを導通させる。したがって、イ
ンバータの停止と逆阻止サイリスタの導通との時間差は
ほとんどなくなる。
【００１６】請求項４の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、スイッチは、ゲートターンオフサイリ
スタとしたものである。
の発明において、スイッチは、ゲートターンオフサイリ
スタとしたものである。
【００１７】請求項４の発明では、請求項１又は請求項
２の発明の作用に加え、インバータへの停止のためのゲ
ートパルスと同時にゲートターンオフサイリスタにゲー
トパルスを出力しゲートターンオフサイリスタを導通さ
せ、一方、インバータの再立ち上げ時にはゲートターン
オフサイリスタにターンオフのためのゲートパルスを出
力しゲートターンオフサイリスタを非導通とする。した
がって、インバータの停止と逆阻止サイリスタの導通と
の時間差はほとんどなくなり、インバータの再立ち上げ
の際にコンバータを停止する必要がなくなる。
２の発明の作用に加え、インバータへの停止のためのゲ
ートパルスと同時にゲートターンオフサイリスタにゲー
トパルスを出力しゲートターンオフサイリスタを導通さ
せ、一方、インバータの再立ち上げ時にはゲートターン
オフサイリスタにターンオフのためのゲートパルスを出
力しゲートターンオフサイリスタを非導通とする。した
がって、インバータの停止と逆阻止サイリスタの導通と
の時間差はほとんどなくなり、インバータの再立ち上げ
の際にコンバータを停止する必要がなくなる。
【００１８】請求項５の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、複数個の電力消費回路を並列接続し、
インバータの停止ごとに複数個の電力消費回路を順次切
り換えて使用するようにしたものである。
の発明において、複数個の電力消費回路を並列接続し、
インバータの停止ごとに複数個の電力消費回路を順次切
り換えて使用するようにしたものである。
【００１９】請求項５の発明では、請求項１又は請求項
２の発明の作用に加え、インバータの停止ごとに複数個
の電力消費回路を順次切り換えて使用する。したがっ
て、各々の電力消費回路は短時間定格とすることができ
る。
２の発明の作用に加え、インバータの停止ごとに複数個
の電力消費回路を順次切り換えて使用する。したがっ
て、各々の電力消費回路は短時間定格とすることができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す構成図
である。この第１の実施の形態は、図５に示した従来例
に対し、コンバータ１と平滑コンデンサ２との間に、両
者と並列に、スイッチ９と抵抗器１０からなる電力消費
回路１５を接続すると共に、この電力消費回路１５と平
滑コンデンサ２との間に、逆流防止ダイオード１１を直
列接続したものである。
する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す構成図
である。この第１の実施の形態は、図５に示した従来例
に対し、コンバータ１と平滑コンデンサ２との間に、両
者と並列に、スイッチ９と抵抗器１０からなる電力消費
回路１５を接続すると共に、この電力消費回路１５と平
滑コンデンサ２との間に、逆流防止ダイオード１１を直
列接続したものである。
【００２１】すなわち、加速電極６間にブレークダウン
が発生しインバータ３が停止したときは、コンバータ１
から供給される電力を電力消費回路１５で消費する。ま
た、逆流防止ダイオード１１は、その際に平滑コンデン
サ２に蓄えられた電荷の放電を阻止する。これにより、
インバータ３が停止したときは、コンバータ１に接続さ
れた交流系統に擾乱を与えることがなく、またインバー
タ３の入力電圧を所定の電圧に保持するようにしたもの
である。
が発生しインバータ３が停止したときは、コンバータ１
から供給される電力を電力消費回路１５で消費する。ま
た、逆流防止ダイオード１１は、その際に平滑コンデン
サ２に蓄えられた電荷の放電を阻止する。これにより、
インバータ３が停止したときは、コンバータ１に接続さ
れた交流系統に擾乱を与えることがなく、またインバー
タ３の入力電圧を所定の電圧に保持するようにしたもの
である。
【００２２】粒子加速電源装置１４が加速電極６に直流
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は電力消費回路１５のスイッチ９は開極しており、電力
消費回路１５は電力を消費していない。
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は電力消費回路１５のスイッチ９は開極しており、電力
消費回路１５は電力を消費していない。
【００２３】そして、ブレークダウンが発生したときに
は、インバータ３を停止すると同時に電力消費装置１５
のスイッチ９を閉極する。インバータ３を停止すること
によって加速電極６で消費されていた電力は余剰電力と
なる。この余剰電力は電力消費回路１５のスイッチ９を
閉極することによって、抵抗器１０で消費されることに
なる。つまり、スイッチ９を閉極することによって抵抗
器１０に電流を流し電力を消費させる。この状態ではコ
ンバータ１は停止していないので、コンバータ１から供
給される電力は引き続き抵抗器１０で消費されることに
なる。
は、インバータ３を停止すると同時に電力消費装置１５
のスイッチ９を閉極する。インバータ３を停止すること
によって加速電極６で消費されていた電力は余剰電力と
なる。この余剰電力は電力消費回路１５のスイッチ９を
閉極することによって、抵抗器１０で消費されることに
なる。つまり、スイッチ９を閉極することによって抵抗
器１０に電流を流し電力を消費させる。この状態ではコ
ンバータ１は停止していないので、コンバータ１から供
給される電力は引き続き抵抗器１０で消費されることに
なる。
【００２４】一方、電力消費回路１５のスイッチ９が閉
極したとき、逆流防止ダイオード１１により平滑コンデ
ンサ２に蓄えられた電荷は減衰することはない。このた
め、インバータ３の入力電圧は常時一定に保たれる。
極したとき、逆流防止ダイオード１１により平滑コンデ
ンサ２に蓄えられた電荷は減衰することはない。このた
め、インバータ３の入力電圧は常時一定に保たれる。
【００２５】次に、ブレークダウンが収まると、その時
点で一旦コンバータ１を停止し、スイッチ９を開極す
る。そして、粒子加速電源装置１４の再起動を行う。す
なわち、コンバータ１及びインバータ３を起動する。こ
の際には、平滑コンデンサ２は既に充電完了状態である
ため、インバータ３の入力電圧は常時一定で保持されて
いるので、粒子加速電源装置１４は最短時間で再立ち上
げすることが可能となる。
点で一旦コンバータ１を停止し、スイッチ９を開極す
る。そして、粒子加速電源装置１４の再起動を行う。す
なわち、コンバータ１及びインバータ３を起動する。こ
の際には、平滑コンデンサ２は既に充電完了状態である
ため、インバータ３の入力電圧は常時一定で保持されて
いるので、粒子加速電源装置１４は最短時間で再立ち上
げすることが可能となる。
【００２６】この第１の実施の形態によれば、ブレーク
ダウン発生時に、一旦電力消費回路１５の抵抗器１０で
インバータ３の停止に伴う余剰電力を消費させるので、
急激な消費電力変化を発生させることがない。したがっ
て、コンバータ１が接続される交流系統への擾乱を最小
限に抑えることができる。また、電力消費装置１５で余
剰電力を消費させても、平滑コンデンサ２の電荷は減衰
しないので、粒子加速電源装置１４の再立ち上げが最短
でできる。
ダウン発生時に、一旦電力消費回路１５の抵抗器１０で
インバータ３の停止に伴う余剰電力を消費させるので、
急激な消費電力変化を発生させることがない。したがっ
て、コンバータ１が接続される交流系統への擾乱を最小
限に抑えることができる。また、電力消費装置１５で余
剰電力を消費させても、平滑コンデンサ２の電荷は減衰
しないので、粒子加速電源装置１４の再立ち上げが最短
でできる。
【００２７】次に、本発明の第２の実施の形態を図２に
示す。図２は、本発明の第２の実施の形態を示す構成図
である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の
実施の形態に対し、スイッチ９を逆阻止サイリスタ（Ｓ
ＣＲ）１２としたものであり、インバータ３への停止の
ためのゲートパルスと同時に、逆阻止サイリスタ１２に
ゲートパルスを出力し、逆阻止サイリスタ１２を導通さ
せる。
示す。図２は、本発明の第２の実施の形態を示す構成図
である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の
実施の形態に対し、スイッチ９を逆阻止サイリスタ（Ｓ
ＣＲ）１２としたものであり、インバータ３への停止の
ためのゲートパルスと同時に、逆阻止サイリスタ１２に
ゲートパルスを出力し、逆阻止サイリスタ１２を導通さ
せる。
【００２８】粒子加速電源装置１４が加速電極６に直流
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は電力消費回路１５の逆阻止サイリスタ非導通となって
おり、電力消費回路１５の抵抗器１０は電力を消費して
いない。そして、ブレークダウンが発生したときには、
インバータ３への停止のためのゲートパルスと同時に、
逆阻止サイリスタ１２にゲートパルスを出力するので、
インバータ３は停止すると同時に逆阻止サイリスタ１２
は導通する。
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は電力消費回路１５の逆阻止サイリスタ非導通となって
おり、電力消費回路１５の抵抗器１０は電力を消費して
いない。そして、ブレークダウンが発生したときには、
インバータ３への停止のためのゲートパルスと同時に、
逆阻止サイリスタ１２にゲートパルスを出力するので、
インバータ３は停止すると同時に逆阻止サイリスタ１２
は導通する。
【００２９】インバータ３を停止することによって加速
電極６で消費されていた電力は余剰電力となるが、この
余剰電力は電力消費回路１５の逆阻止サイリスタ１２が
導通することにより、抵抗器１０で消費されることにな
る。この状態ではコンバータ１は停止していないので、
コンバータ１から供給される電力は引き続き抵抗器１０
で消費されることになる。
電極６で消費されていた電力は余剰電力となるが、この
余剰電力は電力消費回路１５の逆阻止サイリスタ１２が
導通することにより、抵抗器１０で消費されることにな
る。この状態ではコンバータ１は停止していないので、
コンバータ１から供給される電力は引き続き抵抗器１０
で消費されることになる。
【００３０】一方、電力消費回路１５の逆阻止サイリス
タ１２が導通したとしても、逆流防止ダイオード１１に
より平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は減衰すること
ないので、インバータ３の入力電圧は常時一定に保たれ
る。
タ１２が導通したとしても、逆流防止ダイオード１１に
より平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は減衰すること
ないので、インバータ３の入力電圧は常時一定に保たれ
る。
【００３１】次に、ブレークダウンが収まると、その時
点で一旦コンバータ１を停止して逆阻止サイリスタ１２
を非導通とする。そして、粒子加速電源装置１４の再起
動を行う。すなわち、コンバータ１及びインバータ３を
起動する。この際には、平滑コンデンサ２は既に充電完
了状態であるため、インバータ３の入力電圧は常時一定
で保持されているので、粒子加速電源装置１４は最短時
間で再立ち上げすることが可能となる。
点で一旦コンバータ１を停止して逆阻止サイリスタ１２
を非導通とする。そして、粒子加速電源装置１４の再起
動を行う。すなわち、コンバータ１及びインバータ３を
起動する。この際には、平滑コンデンサ２は既に充電完
了状態であるため、インバータ３の入力電圧は常時一定
で保持されているので、粒子加速電源装置１４は最短時
間で再立ち上げすることが可能となる。
【００３２】この第２の実施の形態によれば、スイッチ
９を逆阻止サイリスタ１２としているため、インバータ
３の停止と逆阻止サイリスタの導通との時間差がほとん
ど無く、過渡的な過電圧発生を抑えることができる。ま
た、ブレークダウン発生時に一旦抵抗器１０で電力を消
費させるため、急激な消費電力変化を発生させず交流系
統への擾乱を最小限に抑えることができる。また、平滑
コンデンサ２の電荷が減衰しないため、粒子加速電源１
４の再立ち上げが最短でできる。
９を逆阻止サイリスタ１２としているため、インバータ
３の停止と逆阻止サイリスタの導通との時間差がほとん
ど無く、過渡的な過電圧発生を抑えることができる。ま
た、ブレークダウン発生時に一旦抵抗器１０で電力を消
費させるため、急激な消費電力変化を発生させず交流系
統への擾乱を最小限に抑えることができる。また、平滑
コンデンサ２の電荷が減衰しないため、粒子加速電源１
４の再立ち上げが最短でできる。
【００３３】図３に、本発明の第３の実施の構成図を示
す。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施
の形態における逆阻止サイリスタ１２に代えてゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯ）１３としたものである。
す。この第３の実施の形態は、図２に示した第２の実施
の形態における逆阻止サイリスタ１２に代えてゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯ）１３としたものである。
【００３４】そして、インバータ３への停止のためのゲ
ートパルスと同時にゲートターンオフサイリスタ１３に
ゲートパルスを出力し、ゲートターンオフサイリスタ１
３を導通させる。一方、インバータ３の再立ち上げ時に
はゲートターンオフサイリスタ１３にターンオフのため
のゲートパルスを出力し、ゲートターンオフサイリスタ
１３を非導通とする。つまり、粒子加速電源装置１４の
再立ち上げの際にコンバータ１を停止する必要がないよ
うにしたものである。その他の構成は、図２に示した第
２の実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符
号を付しその説明は省略する。
ートパルスと同時にゲートターンオフサイリスタ１３に
ゲートパルスを出力し、ゲートターンオフサイリスタ１
３を導通させる。一方、インバータ３の再立ち上げ時に
はゲートターンオフサイリスタ１３にターンオフのため
のゲートパルスを出力し、ゲートターンオフサイリスタ
１３を非導通とする。つまり、粒子加速電源装置１４の
再立ち上げの際にコンバータ１を停止する必要がないよ
うにしたものである。その他の構成は、図２に示した第
２の実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符
号を付しその説明は省略する。
【００３５】この第３の実施の形態によれば、スイッチ
９をゲートターンオフサイリスタ１３としているので、
コンバータ１を常時運転したまま、電力消費回路１５の
抵抗器１０に流れる電流を遮断することができる。ま
た、インバータ３の停止とゲートターンオフサイリスタ
１３の導通との時間差がほとんど無く、過渡的な過電圧
発生を抑えることができる。
９をゲートターンオフサイリスタ１３としているので、
コンバータ１を常時運転したまま、電力消費回路１５の
抵抗器１０に流れる電流を遮断することができる。ま
た、インバータ３の停止とゲートターンオフサイリスタ
１３の導通との時間差がほとんど無く、過渡的な過電圧
発生を抑えることができる。
【００３６】また、ブレークダウン発生時に一旦抵抗器
１０で電力を消費させるため、急激な消費電力変化を発
生させず、交流系統への擾乱を最小限に抑えることがで
きる。そして、逆流防止ダイオード１１により平滑コン
デンサ２の電荷は減衰しないので、粒子加速電源装置１
４の再立ち上げが最短でできる。
１０で電力を消費させるため、急激な消費電力変化を発
生させず、交流系統への擾乱を最小限に抑えることがで
きる。そして、逆流防止ダイオード１１により平滑コン
デンサ２の電荷は減衰しないので、粒子加速電源装置１
４の再立ち上げが最短でできる。
【００３７】図４に、本発明の第４の実施の形態の構成
図を示す。この第４の実施の形態は、図１に示した第１
の実施の形態に対し、複数個の電力消費回路１５を並列
接続して、インバータの停止ごとに複数個の電力消費回
路１５を順次切り換えて使用するようにしたものであ
る。
図を示す。この第４の実施の形態は、図１に示した第１
の実施の形態に対し、複数個の電力消費回路１５を並列
接続して、インバータの停止ごとに複数個の電力消費回
路１５を順次切り換えて使用するようにしたものであ
る。
【００３８】粒子加速電源装置１４が加速電極６に直流
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は複数個の電力消費回路１５の全てのスイッチ９は開極
しており、電力消費回路１５は電力を消費していない。
そして、ブレークダウンが発生したときには、インバー
タ３を停止すると同時に、使用順番になっている１つの
電力消費装置１５のスイッチ９を閉極する。つまり、複
数個の電力消費装置１５は、ブレークダウンによりイン
バータ３の停止の度に順次切り換えて使用する。
電圧を印加しているときには、コンバータ１からは加速
電極６で消費される電力が供給されている。この状態で
は複数個の電力消費回路１５の全てのスイッチ９は開極
しており、電力消費回路１５は電力を消費していない。
そして、ブレークダウンが発生したときには、インバー
タ３を停止すると同時に、使用順番になっている１つの
電力消費装置１５のスイッチ９を閉極する。つまり、複
数個の電力消費装置１５は、ブレークダウンによりイン
バータ３の停止の度に順次切り換えて使用する。
【００３９】次に、インバータ３を停止することによっ
て加速電極６で消費されていた電力は余剰電力となる。
この余剰電力はスイッチ９が閉極された電力消費回路１
５の抵抗器１０で消費される。この状態ではコンバータ
１は停止していないので、コンバータ１から供給される
電力は引き続き抵抗器１０で消費される。
て加速電極６で消費されていた電力は余剰電力となる。
この余剰電力はスイッチ９が閉極された電力消費回路１
５の抵抗器１０で消費される。この状態ではコンバータ
１は停止していないので、コンバータ１から供給される
電力は引き続き抵抗器１０で消費される。
【００４０】一方、複数個の電力消費回路１５のいずれ
かのスイッチ９が閉極したとしても、逆流防止ダイオー
ド１１により平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は減衰
することないので、インバータ３の入力電圧は常時一定
に保たれる。
かのスイッチ９が閉極したとしても、逆流防止ダイオー
ド１１により平滑コンデンサ２に蓄えられた電荷は減衰
することないので、インバータ３の入力電圧は常時一定
に保たれる。
【００４１】ブレークダウンが収まると、その時点で一
旦コンバータ１を停止し、閉極しているスイッチ９を開
極する。そして、粒子加速電源装置１４の再起動を行
う。すなわち、コンバータ１及びインバータ３を起動す
る。この際には、平滑コンデンサ２は既に充電完了状態
であるため、インバータ３の入力電圧は常時一定で保持
されているので、粒子加速電源装置１４は最短時間で再
立ち上げすることが可能となる。
旦コンバータ１を停止し、閉極しているスイッチ９を開
極する。そして、粒子加速電源装置１４の再起動を行
う。すなわち、コンバータ１及びインバータ３を起動す
る。この際には、平滑コンデンサ２は既に充電完了状態
であるため、インバータ３の入力電圧は常時一定で保持
されているので、粒子加速電源装置１４は最短時間で再
立ち上げすることが可能となる。
【００４２】この第４の実施の形態によれば、閉極する
スイッチ９をブレークダウンの発生ごとに１つずつ順次
切り替えるので、ブレークダウンが繰り返し発生した場
合には、別の電力消費回路１５が使用されることにな
る。したがって、電力消費回路１５のスイッチ９と抵抗
器１０との時間定格は、短時間定格とすることができ
る。
スイッチ９をブレークダウンの発生ごとに１つずつ順次
切り替えるので、ブレークダウンが繰り返し発生した場
合には、別の電力消費回路１５が使用されることにな
る。したがって、電力消費回路１５のスイッチ９と抵抗
器１０との時間定格は、短時間定格とすることができ
る。
【００４３】また、スイッチ９を多並列接続して同時に
動作させるものではないので、スイッチング動作時間差
に起因する電流集中や、抵抗器１０を多並列接続した場
合の抵抗値のばらつきによる電流アンバランスが発生す
ることがない。
動作させるものではないので、スイッチング動作時間差
に起因する電流集中や、抵抗器１０を多並列接続した場
合の抵抗値のばらつきによる電流アンバランスが発生す
ることがない。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ブ
レークダウン発生時にインバータが停止しても、コンバ
ータからの供給電力を電力消費回路で消費するので、急
激な消費電力変化を発生させない。これにより、コンバ
ータが接続された交流系統への擾乱を最小限に抑えるこ
とができる。
レークダウン発生時にインバータが停止しても、コンバ
ータからの供給電力を電力消費回路で消費するので、急
激な消費電力変化を発生させない。これにより、コンバ
ータが接続された交流系統への擾乱を最小限に抑えるこ
とができる。
【００４５】また、ブレークダウン時にインバータが停
止し電力消費回路が形成された場合に、逆流防止ダイオ
ードによりインバータの入力電圧を一定に保持するの
で、インバータの再立ち上げを最短時間にすることがで
き、粒子加速電源装置の立ち上げ時間を最短にすること
ができる。
止し電力消費回路が形成された場合に、逆流防止ダイオ
ードによりインバータの入力電圧を一定に保持するの
で、インバータの再立ち上げを最短時間にすることがで
き、粒子加速電源装置の立ち上げ時間を最短にすること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す構成図。
【図５】従来例の構成図。
１ コンバータ ２ 平滑コンデンサ ３ インバータ ４ 昇圧変圧器 ５ 整流器 ６ 加速電極 ７ イオン源 ８ 荷電粒子生成電源装置 ９ スイッチ １０ 抵抗器 １１ 逆流防止ダイオード １２ 逆阻止サイリスタ １３ ゲートターンオフサイリスタ １４ 粒子加速電源装置 １５ 電力消費回路
Claims (5)
- 【請求項１】 イオン源で生成された荷電粒子を加速す
るための加速電極に直流電源を供給する粒子加速電源装
置であって、交流電源を直流に変換するコンバータと、
前記コンバータで変換された直流を平滑する平滑コンデ
ンサと、前記平滑コンデンサで平滑した直流を前記イン
バータで高周波の交流に逆変換するインバータと、前記
インバータで逆変換された交流を昇圧する昇圧変圧器
と、前記昇圧変圧器で昇圧された交流を整流し前記加速
電極に直流電源を供給する整流器とからなる粒子過速電
源において、前記インバータが停止したとき前記コンバ
ータで変換された直流電力を消費するための電力消費回
路と、前記インバータが停止したとき前記平滑コンデン
サに蓄えられた電荷が前記電力消費回路に供給されるこ
とを阻止するための逆流防止ダイオードとを設けたこと
を特徴とする粒子加速電源装置。 - 【請求項２】 前記電力消費回路は、前記インバータが
停止したときオンするスイッチと、このスイッチに直列
に接続され前記コンバータで変換された直流電力を消費
する抵抗器とからなることを特徴とする請求項１に記載
の粒子加速電源装置。 - 【請求項３】 前記スイッチは、逆阻止サイリスタであ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粒子
加速電源装置。 - 【請求項４】 前記スイッチは、ゲートターンオフサイ
リスタであることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の粒子加速電源装置。 - 【請求項５】 複数個の前記電力消費回路を並列接続
し、前記インバータの停止ごとに前記複数個の電力消費
回路を順次切り換えて使用するようにしたことを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の粒子加速電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086071A JPH09260099A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 粒子加速電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086071A JPH09260099A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 粒子加速電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260099A true JPH09260099A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13876482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086071A Pending JPH09260099A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 粒子加速電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260099A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11255581B2 (en) * | 2019-12-24 | 2022-02-22 | Twinbird Corporation | Free piston Stirling refrigerator |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8086071A patent/JPH09260099A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11255581B2 (en) * | 2019-12-24 | 2022-02-22 | Twinbird Corporation | Free piston Stirling refrigerator |
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