JPS6195298A - Pulse magnetic-field generator - Google Patents
Pulse magnetic-field generatorInfo
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- JPS6195298A JPS6195298A JP21628584A JP21628584A JPS6195298A JP S6195298 A JPS6195298 A JP S6195298A JP 21628584 A JP21628584 A JP 21628584A JP 21628584 A JP21628584 A JP 21628584A JP S6195298 A JPS6195298 A JP S6195298A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は,シンクロトロン装置などの加速器において,
加速された荷電粒子を取出すために,マイクロ秒以下の
領域で,矩形のパルスamを.その荷電粒子に加えて偏
向させるパルス電磁石を有するパルス磁場発生装置に係
り,特に、パルス電流を流した後に,パルス電磁石に生
ずる残留磁場を消磁するに好適なパルス磁場発生装置に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to an accelerator such as a synchrotron device.
In order to extract the accelerated charged particles, a rectangular pulse am is applied in the sub-microsecond range. The present invention relates to a pulsed magnetic field generating device having a pulsed electromagnet for deflecting charged particles in addition to the charged particles, and particularly relates to a pulsed magnetic field generating device suitable for demagnetizing a residual magnetic field generated in the pulsed electromagnet after passing a pulsed current.
パルス磁場発生装置において,磁性体をコアとして用い
たパルス電磁石が知られている.上記パルス電磁石では
,パルス電流を加えて,amを形成したのち,gにパル
ス電磁石を同じ条件で動作させるために残留磁場を零に
戻す必要がある.この目的のために,従来は,パルス1
!磁石の残留磁場を消磁するための減衰交番電流発生回
路と,パルス電磁石のコアに巻かれた消磁コイルとを用
いねばならなかった。Pulsed electromagnets that use magnetic materials as cores are known in pulsed magnetic field generators. In the above pulsed electromagnet, after applying a pulsed current to form am, it is necessary to return the residual magnetic field to zero in order to operate the pulsed electromagnet under the same conditions at g. For this purpose, conventionally, pulse 1
! It was necessary to use a damped alternating current generating circuit to demagnetize the residual magnetic field of the magnet and a demagnetizing coil wound around the core of the pulsed electromagnet.
以下に,従来のパルス電磁石と,その磁化および消磁に
ついて,図面を用いて説明する。Below, conventional pulsed electromagnets and their magnetization and demagnetization will be explained using drawings.
第2図に,従来のパルス電磁石の斜視図を示す。Figure 2 shows a perspective view of a conventional pulsed electromagnet.
図において,11は磁性体コア, 12m. 12be
および13av 13bはパルス電流を流すための導線
で,パルス電流は,12.→1zbおよびl3−→13
.の方向に流れる.14は,磁性体コア11を消磁する
ための電流を流す消磁コイルである。ト3は、磁性体コ
ア11の磁極間隙に生ずる磁束密度である。In the figure, 11 is a magnetic core, 12m. 12be
and 13av 13b are conductors for passing pulse current, and the pulse current is 12. →1zb and l3-→13
.. It flows in the direction of. Reference numeral 14 denotes a demagnetizing coil through which a current flows to demagnetize the magnetic core 11 . 3 is the magnetic flux density generated in the magnetic pole gap of the magnetic core 11.
第3図は、第2図に示したパルス電磁石を含む従来のパ
ルス磁場発生回路の一例を示すブロック図である0図に
おいて、15は直流電源、 16は充電ケーブルで、そ
の終端は開放されている。 17は。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional pulsed magnetic field generation circuit including the pulsed electromagnet shown in FIG. There is. 17 is.
接続用ケーブル、 1gは第2図のパルスな磁石、19
は制御回路、20は減衰交番電流発生回路、 21は制
御線、SWlおよびSW2は各々上記制御回路19によ
り制御されるスイッチ、RLiは、終端抵抗器で抵抗値
R,を有する。また、上記Is、 +6.17゜+9.
SWl、SWよを以下場合により駆動回路+00と総称
する。Connection cable, 1g is the pulse magnet shown in Figure 2, 19
20 is a control circuit, 21 is a control line, SW1 and SW2 are switches controlled by the control circuit 19, and RLi is a terminating resistor having a resistance value R. Moreover, the above Is, +6.17°+9.
SW1 and SW1 will hereinafter be collectively referred to as drive circuit +00 depending on the case.
第3図のパルス電磁石18の導線12.、13.から見
込んだ特性インピーダンスZ□充電ケーブル16゜接続
用ケーブル17などのケーブルの特性インピーダンスZ
e rおよび終端抵抗値R8の間には9次の関係が成
立するように構成されている。Conductor 12 of pulsed electromagnet 18 in FIG. , 13. Characteristic impedance Z expected from charging cable 16°Characteristic impedance Z of cables such as connection cable 17
The configuration is such that a ninth-order relationship is established between e r and the terminal resistance value R8.
Z * =Z c =R* (1)
即ち、充電ケーブル16から、スイッチSW2.接11
]ケーブル17.パルス?r1磁石18および終端抵抗
器RL、までインピーダンス整合が取られている。Z*=Zc=R* (1)
That is, from the charging cable 16, the switch SW2. Connection 11
] Cable 17. pulse? Impedance matching is achieved up to the r1 magnet 18 and the terminating resistor RL.
なお、第3図において、上記16とsw、、sw、と1
7、17と18.18とRL、の接続のための配線の影
Wは無視できる距離で構成されている。In addition, in FIG. 3, the above 16 and sw, , sw, and 1
The shadow W of the wiring for connecting 7, 17, 18, and RL is configured with a negligible distance.
第4図は、第2図に示す磁性体コア11の断面図で、そ
の平均磁路長はQ、磁極間隙長はdである。FIG. 4 is a sectional view of the magnetic core 11 shown in FIG. 2, in which the average magnetic path length is Q and the magnetic pole gap length is d.
第5図は、磁性体コア11における外部磁界Hと。FIG. 5 shows the external magnetic field H in the magnetic core 11.
磁束密度Bとの関係を示すいわゆるB−H特性図である
。It is a so-called BH characteristic diagram showing the relationship with magnetic flux density B.
第6図は、磁極間隙に生ずる磁束密度を算出するために
、第5図の縦軸および横軸の物理量を変換した磁化特性
図である。一点鎖線は、初期磁化曲線を示す。FIG. 6 is a magnetization characteristic diagram obtained by converting the physical quantities on the vertical and horizontal axes in FIG. 5 in order to calculate the magnetic flux density generated in the magnetic pole gap. The dashed line indicates the initial magnetization curve.
第7図は、磁性体コア11の消磁のために、消磁コイル
14に流す減衰交番電流の波形を概念的に示したもので
、縦軸は電流値、横軸は時間を示す。FIG. 7 conceptually shows the waveform of the attenuated alternating current applied to the demagnetizing coil 14 to demagnetize the magnetic core 11, with the vertical axis representing the current value and the horizontal axis representing time.
次に、第2図ないし第7図を用いて第2図に示すパルス
電磁石18の動作を説明する。Next, the operation of the pulse electromagnet 18 shown in FIG. 2 will be explained using FIGS. 2 to 7.
まず、第3図におけるパルス電磁石18の磁性体コアl
lは消磁状態にあるものとする。制御回路19によりス
イッチSW□をオンし、直流電源15により充電ケーブ
ル16に電荷を充電する。充電後スイッチSW、をオフ
とする。直流電源15の出力電圧をV−とすると、充電
ケーブル16にもV−を発生する電荷が蓄積されている
。First, the magnetic core l of the pulse electromagnet 18 in FIG.
It is assumed that l is in a demagnetized state. The control circuit 19 turns on the switch SW□, and the DC power supply 15 charges the charging cable 16 with electric charge. After charging, switch SW is turned off. When the output voltage of the DC power supply 15 is V-, charge that generates V- is also accumulated in the charging cable 16.
パルス磁場が必要な時に、制御回路19によりスイッチ
SW、をオンして、充電ケーブル16に充電されている
電荷を放電させる。電流は、スイッチswt、1続用ケ
ーブル17を通して、導線12.。When a pulsed magnetic field is required, the control circuit 19 turns on the switch SW to discharge the charge stored in the charging cable 16. The current flows through the switch swt, the single connection cable 17, and the conductor 12. .
+2.、終端抵抗@R’E、、、導線13be 13a
L:流れる。+2. , terminating resistor @R'E, , conductor 13be 13a
L: Flows.
このflは、はぼ方形波であり、ビーク電2流値IPお
よびパルス幅P、Jは次式で表わされる。This fl is a square wave, and the peak current value IP and pulse widths P and J are expressed by the following equation.
L工。L engineer.
P、=2・□ (3)ここで、Ll
、は充電ケーブル16の長さ、Vはり、。P, = 2・□ (3) Here, Ll
, is the length of the charging cable 16, and the V beam.
における電流の伝播速度である。is the current propagation speed at .
第2図に示すように、パルス電磁石のパルス電流が流れ
るコイルは導線12゜+ 12b+ 13b+および1
3、からなる−巻のコイルである。一般に、起磁力は電
流値とコイルの巻数との積によって定まるので、パルス
電流1.による−巻のコイルの起磁力は工、となる。As shown in Figure 2, the coil through which the pulsed current of the pulsed electromagnet flows is connected to the conductors 12°+ 12b+ 13b+ and 1
It is a -turn coil consisting of 3. Generally, the magnetomotive force is determined by the product of the current value and the number of turns of the coil, so the pulse current 1. The magnetomotive force of a coil with - turns is .
磁極間隙におけるll!場の漏れは無視できるものであ
るとすると、第4図において、平均は路長をQ、磁極間
隙長をdとした場合、パルス電流工、。ll in the magnetic pole gap! Assuming that field leakage is negligible, in Fig. 4, the average pulse current is given by Q, the path length, and d, the magnetic pole gap length.
による、外部磁界H,と、磁束密度Bpとの関係は次式
で与えられる。The relationship between the external magnetic field H and the magnetic flux density Bp is given by the following equation.
B。B.
Ip = H,−9+□・d(4)
μO
ここに、μ。は真空中の透磁率で、空気中においてもほ
ぼ等しい値である。Ip = H, -9+□・d(4) μO Here, μ. is the magnetic permeability in vacuum, and is approximately the same value in air.
第6図の磁化特性図と上記(4)式によって。Based on the magnetization characteristic diagram in FIG. 6 and the above equation (4).
上記外部磁界H1と磁束密度B、の具体的な値?求める
ことができる。What are the specific values of the above external magnetic field H1 and magnetic flux density B? You can ask for it.
第6図において、(4)式は図の直線(a)で表される
。直線(a)と初期磁化曲線(一点用(r〉の一致した
点Aが磁化された状態を示す点である。In FIG. 6, equation (4) is represented by the straight line (a) in the figure. Point A, where the straight line (a) and the initial magnetization curve (for one point (r)) coincide, is the point that indicates the magnetized state.
(以下初期磁化点という)、初期磁化点への座標。(hereinafter referred to as the initial magnetization point), coordinates to the initial magnetization point.
すなわち、13.・d/μ。およびHl・Qから磁束密
度B at外部磁界IIJが求められる。That is, 13.・d/μ. The magnetic flux density B at external magnetic field IIJ is determined from Hl·Q.
この初期磁化点Aは、第5図のB −H特性図における
初期磁化曲線(一点鎖線)上の点A′に相当する。即ち
、磁束密度B、および外部磁界H8がパルス輻PIJの
時間の間パルス電磁石18に生ずる。This initial magnetization point A corresponds to point A' on the initial magnetization curve (dotted chain line) in the B-H characteristic diagram of FIG. That is, a magnetic flux density B and an external magnetic field H8 are generated in the pulse electromagnet 18 during the time of the pulse intensity PIJ.
次に、磁極間隙の残留磁束密度B7にフいて説明する。Next, the residual magnetic flux density B7 of the magnetic pole gap will be explained.
第3図において、パルス電磁石18を通ったパルス電流
は、終端抵抗値R1を有する終端抵抗器RL、に達する
。終端抵抗値R4は(1)式に示したようにインピーダ
ンス整合がとれているから、パルス電流は反射しない。In FIG. 3, the pulsed current passing through the pulsed electromagnet 18 reaches a termination resistor RL having a termination resistance value R1. Since the terminating resistance value R4 has impedance matching as shown in equation (1), the pulse current is not reflected.
パルス電流の通過後には、I、=Oとなり、上記(4)
式は従って第6図の直線(b)となる。After passing the pulse current, I, = O, and the above (4)
The equation therefore becomes straight line (b) in FIG.
一方、磁性体コア11はヒステリシス特性を持つため、
磁化の状態は初期磁化点Aから点Cに移る。On the other hand, since the magnetic core 11 has hysteresis characteristics,
The state of magnetization moves from initial magnetization point A to point C.
保磁力をHcで表すと、微分磁化率μ−は、H=±He
において最大となるため、磁化特性曲線は第6図のHc
の近傍でほぼ縦軸に平行となり、従って、1.=Oのと
きの磁極間隙の残留磁束密度B1は次式で近似できる。When the coercive force is expressed as Hc, the differential magnetic susceptibility μ- is H=±He
Therefore, the magnetization characteristic curve becomes Hc in Fig. 6.
It becomes almost parallel to the vertical axis in the vicinity of 1. The residual magnetic flux density B1 of the magnetic pole gap when =O can be approximated by the following equation.
B、#−・μ。・He (5)次に
、消磁について説明する。パルス電磁石18を常に同じ
条件で動作゛させるためには、上述した残留磁束を消し
ておく必要がある。このため、従来の装置では以下の動
作が必要である。B, #-・μ. -He (5) Next, demagnetization will be explained. In order to always operate the pulse electromagnet 18 under the same conditions, it is necessary to eliminate the above-mentioned residual magnetic flux. For this reason, conventional devices require the following operations.
第3図の制御回路19がらの制御線21によって減衰交
番電流発生手段20を駆動して、パルス電磁石18に巻
かれた消磁コイル14に、第7図に示す減衰交番電流I
を流す。The attenuated alternating current generating means 20 is driven by the control line 21 of the control circuit 19 shown in FIG. 3, and the attenuated alternating current I shown in FIG.
flow.
第7図の点1′における電流値は、第6図の直線(c)
と磁化特性曲線との関係を満たす値、すなわち、−工、
とする、ただし=Ip:>Itである。The current value at point 1' in Figure 7 is the straight line (c) in Figure 6.
The value that satisfies the relationship between and the magnetization characteristic curve, that is, -
where =Ip:>It.
さらに、直線<d)は、第7図において点2′における
電流工、に対応するものである。Furthermore, the straight line <d) corresponds to the electrical current at point 2' in FIG.
この結果、磁化の状態は、第6図の点1になり。As a result, the magnetization state becomes point 1 in FIG.
さらに、以下同様にして、エエ>I、・・・・・・>
I n−。Furthermore, in the same manner, E>I,...>
I n-.
〉■1.の条件を満たすf4流(第7薗)を消磁コイル
14に印加することにより、磁化の状態は、第6図の点
l9点2.・・・・・、すなわち、第5図の点l9点2
1点3・・・・・に移り、減衰交番電流Tが減衰すると
共に、磁性体コア月は消磁状態となる。〉■1. By applying the f4 flow (7th field) that satisfies the conditions to the degaussing coil 14, the state of magnetization is changed to point l9 point 2. in FIG. ..., that is, point l9 point 2 in Figure 5
Moving from point 1 to point 3, the attenuation alternating current T attenuates and the magnetic core becomes demagnetized.
なお、上記技術に関するものとしては、高エネルギー物
理学研究所のインターナル レポート。Regarding the above technology, please refer to the internal report of the High Energy Physics Research Institute.
rFLILL A)’ERTtJFIE KTCKEI
+ 、’IAGNETs FORKEK )’I(OT
ONSYNCHROTRON (in Japanes
e)J、高田耕治、AMARCH1977、が挙げられ
る。rFLILL A)'ERTtJFIE KTCKEI
+ ,'IAGNETs FORKEK)'I(OT
ONSYNCHROTRON (in Japanese
e) J, Koji Takada, AMARCH1977.
上述のように、従来のパルス磁場発生装置においても、
残留磁束を消すための技術は一応存在するが、その手段
のために、余分の減衰交番電流発生手段や消磁コイル等
を必要とし、パルス磁場発生装置の構造が複雑、大型化
すると同時に、非常に高価につくという問題点があった
。As mentioned above, even in the conventional pulsed magnetic field generator,
Although there is a technology to eliminate residual magnetic flux, it requires extra attenuation alternating current generating means, degaussing coils, etc., which makes the structure of the pulsed magnetic field generator complicated and large, and at the same time it is extremely difficult to use. The problem was that it was expensive.
例えば、−例を示すと、磁束密度を50oガウス。For example, - To give an example, the magnetic flux density is 50o Gauss.
ケーブルの特性インピーダンスを25オ一ム程度とした
場合、励6Ji電流は800アンペア(ピーク値)。When the characteristic impedance of the cable is about 25 ohms, the excitation 6Ji current is 800 amperes (peak value).
駆動電圧は40キロボルトぐらいに達する。従って。The driving voltage reaches about 40 kilovolts. Therefore.
消磁電流も当然はぼこれに見合った数百アンペア程度の
大電流を必要とするので、装置も大型化し、。Naturally, the degaussing current also requires a large current of several hundred amperes, which is commensurate with the degaussing current, so the equipment also becomes larger.
価格も1000万円以上に達する。The price reaches over 10 million yen.
本発明においては、上記消磁のための手段を極端に簡素
化し、パルス磁場発生装置の取扱いおよび保守を面部化
し、がっ、パルスa場発生装置の価格を大幅に低減する
ことを目的としている。The present invention aims to extremely simplify the means for degaussing, simplify the handling and maintenance of the pulsed magnetic field generator, and significantly reduce the price of the pulsed a-field generator.
本発明は、パルス電流を流してパルスa@を発生するパ
ルス電磁石と、そのパルス電流をI[Jする駆動回路を
備えてなるパルスa場発生装置において、上記パルス電
磁石および駆動回路の特性インピーダンスよりも大きな
抵抗値を持つ終端抵抗器をそなえ、さらに上記パルス電
磁石と上記終端抵抗器との間に上記特性インピーダンス
とほぼ同じ特性インピーダンスを持つ遅延ケーブルを備
える。The present invention provides a pulsed field generating device comprising a pulsed electromagnet that generates a pulse a@ by passing a pulsed current, and a drive circuit that converts the pulsed current into I[J. The device also includes a terminating resistor having a large resistance value, and further includes a delay cable having a characteristic impedance substantially the same as the characteristic impedance between the pulse electromagnet and the terminating resistor.
上述の技術的手段によって、充電ケーブル16゜接続用
ケーブル17.パルス電磁石18.および遅延ケーブル
よりなるパルス電流の伝送路は、その−端を、上記特性
インピーダンスよりも大きな抵抗値で終端され、他端は
、充電ケーブル16の開放端で終端される構成となる。By the above-mentioned technical means, the charging cable 16° connection cable 17. Pulsed electromagnet 18. The pulse current transmission path made up of the delay cable and the delay cable is configured such that its negative end is terminated with a resistance value greater than the characteristic impedance, and the other end is terminated with the open end of the charging cable 16.
伝送路の両端がインピーダンス不整合であるから、この
伝送路の作用により、パルス電流は伝送路の両端で繰り
返し反射され、主に終端抵抗器で生ずる損失により、徐
々にその振幅を減衰する振動波形となる。Since there is impedance mismatch at both ends of the transmission line, the pulse current is repeatedly reflected at both ends of the transmission line due to the action of this transmission line, and an oscillating waveform whose amplitude gradually attenuates mainly due to the loss caused by the terminating resistor. becomes.
また、遅延ケーブルは、パルス電磁石18と終端抵抗器
との間に、必要なパルス幅に対応した伝送時間を得、こ
れにより、終端抵抗器からのパルス電流の前縁部分の反
射波が、パルス電磁石18の中を通過中の、そのパルス
電流の後縁部分の波形とパルス電磁石18の中で重なら
ないように作用させる。以下、実jN例によりさらに詳
しく説明する。In addition, the delay cable obtains a transmission time corresponding to the necessary pulse width between the pulse electromagnet 18 and the terminating resistor, so that the reflected wave at the leading edge of the pulse current from the terminating resistor The waveform of the trailing edge of the pulse current passing through the electromagnet 18 is operated so as not to overlap within the pulse electromagnet 18. A more detailed explanation will be given below using an actual jN example.
第8図は2本発明に係る一実施例のパルスffi磁石の
斜視図で、第1図は、そのパルス電磁石を用いたパルス
磁場発生装置の一例のブロック図を示す、以下2図面を
用いて1本発明の一実施例を詳細に説明する。FIG. 8 is a perspective view of a pulsed FFI magnet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a block diagram of an example of a pulsed magnetic field generator using the pulsed electromagnet. 1 One embodiment of the present invention will be described in detail.
第1図において、22はパルス電流の遅延手段としての
遅延ケーブル、RL、は、終端抵抗器で抵抗値Rオを有
する。その他の符号は第2図、第3図に表れている。In FIG. 1, 22 is a delay cable as pulse current delay means, and RL is a terminating resistor having a resistance value Ro. Other symbols appear in FIGS. 2 and 3.
ここで、導線12□13.からパルス電磁石18を見込
んだ特性インピーダンスをZ、□、導線+2h、 +3
+。Here, conductor 12□13. The characteristic impedance looking into the pulse electromagnet 18 is Z, □, conductor +2h, +3
+.
からパルス電磁石】8を見込んだ特性インピーダンスを
2.2.ケーブル16.17.22の特性インピーダン
スをZCとし、終端抵抗器RL、の終端抵抗値R2との
間に次式の関係を満たすように構成する。[Pulsed electromagnet] The characteristic impedance considering 8 is 2.2. The characteristic impedance of the cables 16, 17, and 22 is set to ZC, and the cables 16, 17, and 22 are configured to satisfy the following relationship with the terminating resistance value R2 of the terminating resistor RL.
Zm、= Z−n = Zc < Rs (
6)第9図は、パルス電磁石18を流れる減衰パルス電
流工′の時間変化を示している1時間りはスイッチSW
8がオンされる時を零としている。Zm, = Z-n = Zc < Rs (
6) Figure 9 shows the time change of the attenuated pulse current flowing through the pulse electromagnet 18.
The time when 8 is turned on is defined as zero.
τ1.τ!、τ、は各々次式で表される。τ1. τ! , τ, are each expressed by the following equations.
τ、:接続用ケーブル17をパルスfil流が伝播すり
、7
る時間(=□)
■
τ、:遅延ケーブル22をパルス電流が往復するL■
時間(=2・□)
τ、:接続用ケーブル17および充電ケーブル16をパ
ルス電流が往復する時間
Lts + Ltt
(=2・□)
ただし、L□、L2.およびり。は、各々ケーブル16
、17.22の長さ、Vは、パルス電流の伝播速度であ
る。τ,: The time it takes for the pulse current to propagate through the connection cable 17 (=□) ■ τ,: The L time that the pulse current travels back and forth through the delay cable 22 (=2・□) τ,: The connection cable 17 and charging cable 16 Lts + Ltt (=2・□) However, L□, L2. Andri. are each cable 16
, 17.22 length, V is the propagation velocity of the pulse current.
また、パルス幅P1.+<τ□となるようにり。を設定
する。この目的は、入カバルス電流と反射パルス電流が
パルス電磁石18内で重なり、その結果。Moreover, the pulse width P1. So that +<τ□. Set. The purpose of this is that the incoming and reflected pulsed currents overlap within the pulsed electromagnet 18;
消磁が不完全になる問題をさけるためで、パルス電磁石
18を通過したパルス電流の前縁が終端抵抗ORLsで
反射されたのち、再び上記18に到達した際、上記同一
パルス電流の後縁が上記18を既に通過してしまってい
るように設定する。This is to avoid the problem of incomplete demagnetization, and when the leading edge of the pulsed current that has passed through the pulsed electromagnet 18 is reflected by the terminating resistor ORLs and reaches the 18 again, the trailing edge of the same pulsed current is 18 has already passed.
本実施例の動作を以下に説明する。第1図において、制
御回路19がらの制御信号によりスイッチSW1をオン
し、充電ケーブル16を充電する。制御・回路19の出
力電圧を■−とすると、充電ケーブル16にも電圧V−
を発生する電荷が充電されている。The operation of this embodiment will be explained below. In FIG. 1, the switch SW1 is turned on by a control signal from the control circuit 19, and the charging cable 16 is charged. If the output voltage of the control/circuit 19 is -, then the charging cable 16 also has a voltage V-
The electric charge that occurs is being charged.
スイッチSW1をオフしたのち、パルス磁場を必要とす
る時、制御回路19からの制御により、スイッチSW!
をオンする。この結果、スイッチSW、接続用ケーブル
17を経由して、パルス電流工、がパルス電磁石18に
印加される。After turning off the switch SW1, when a pulsed magnetic field is required, the switch SW! is controlled by the control circuit 19.
Turn on. As a result, a pulse current is applied to the pulse electromagnet 18 via the switch SW and the connection cable 17.
パルス電流のピーク電流値IP+パルス幅P、および磁
極間隙に発生するパルス磁束密度B、は。The peak current value IP+pulse width P of the pulse current and the pulse magnetic flux density B generated in the magnetic pole gap are:
従来装置と同様に、各々、(2)式、(3)式および第
6図における点Aで求められる。また、残留磁束密度も
(5)式で表される。Similar to the conventional device, these values are obtained using equations (2), (3), and point A in FIG. 6, respectively. Further, the residual magnetic flux density is also expressed by equation (5).
パルス電磁石18を通過したパルス電流は、さらに遅延
ケーブル22を通過し、終端抵抗器RL、に到達する。The pulsed current that has passed through the pulsed electromagnet 18 further passes through the delay cable 22 and reaches the terminating resistor RL.
終端抵抗値R7は、(6)式の関係にあるので、パルス
電流は、第9図および次の(7)式に示されるピーク電
流値i /、を持っ反射パルスTJ、流となってパルス
電磁石】8側に反射される。Since the terminating resistance value R7 is in the relationship shown in equation (6), the pulse current has a peak current value i/, shown in FIG. Electromagnet】Reflected to the 8 side.
I’、=r・IP (7)ここで、(
6)式より、o<r<tである。I', = r・IP (7) Here, (
From equation 6), o<r<t.
反射パルス電流11.は、パルス電磁石18を通過する
際に、逆向きの磁場を発生させ、接続用ケーブル17を
通り、充電ケーブル16に到達する。充電ケーブル16
の終端は開放されているので1反射パルス電流は再び反
射されるが、ピーク電流値は変化せずに、1′、である
。Reflected pulse current 11. generates a magnetic field in the opposite direction when passing through the pulsed electromagnet 18, passes through the connection cable 17, and reaches the charging cable 16. Charging cable 16
Since the terminal end of is open, one reflected pulse current is reflected again, but the peak current value remains unchanged at 1'.
充電ケーブル16で反射されたパルス電流は、再びパル
ス電磁石1Bに向かって伝播する。The pulsed current reflected by the charging cable 16 propagates again toward the pulsed electromagnet 1B.
以上の動作を繰り返しながら9反射パルス電流のピーク
電流値は零に漸近する。While repeating the above operation, the peak current value of the nine reflected pulse currents approaches zero.
パルス電磁石18を通る反射パルス電流と時間の関係は
第9図のごとくなり、各パルス電流のピーク電流値工′
へと、入射パルス電流のピーク電流値1、との関係は次
式で表される。The relationship between the reflected pulse current passing through the pulse electromagnet 18 and time is as shown in FIG. 9, and the peak current value of each pulse current is
The relationship between the incident pulse current and the peak current value 1 is expressed by the following equation.
r’、=r″・IP (s)第9図の
電流波形は、従来の装置における減衰交番電流波形(第
7図)と同様の振動電流である。r',=r''·IP (s) The current waveform in FIG. 9 is an oscillating current similar to the damped alternating current waveform (FIG. 7) in the conventional device.
一方9反射係11Fは、終端抵抗taR,の値によって
変化するので、1′1はR8によって変化させることが
できる。On the other hand, since the 9 reflection coefficient 11F changes depending on the value of the terminating resistor taR, 1'1 can be changed by R8.
従って、R8を調整することにより、従来の装置におけ
る消磁と同様に、磁性体コア11の磁化状態を、第5図
のごとく、そのB−H特性上において9点1→点2→点
3→・・・・・・と移動させることができる。これによ
って、従来と同様に1反射パルス電流の作用により磁性
体コア11を消磁させることができる。Therefore, by adjusting R8, the magnetization state of the magnetic core 11 can be changed from point 1 to point 2 to point 3 to 9 points on the B-H characteristic as shown in FIG. It can be moved as... As a result, the magnetic core 11 can be demagnetized by the action of one reflected pulse current as in the conventional case.
以上説明したように、パルス電流駆動回路と同様の特性
インピーダンスを持つパルス電磁石と。As explained above, the pulsed electromagnet has the same characteristic impedance as the pulsed current drive circuit.
終端抵抗器との間に、上記特性インピーダンスとほぼ同
じ特性インピーダンスを持つ遅延ケーブルを配置し、更
に終端抵抗値を上記特性インピーダンスよりも大きな抵
抗値を持たせることにより。By arranging a delay cable having approximately the same characteristic impedance as the above characteristic impedance between the termination resistor and further making the termination resistance value larger than the characteristic impedance.
入射パルス電流によってパルス電磁石の磁性体コアに生
じた残留磁束を、上記パルス電流の反射を利用して自動
的に消磁することができる利点がある。There is an advantage that the residual magnetic flux generated in the magnetic core of the pulsed electromagnet by the incident pulsed current can be automatically demagnetized by utilizing the reflection of the pulsed current.
また、従来のパルス磁場発生装置において必要であった
非常に高価な減衰交番電流発生装置や。In addition, a very expensive attenuated alternating current generator, which is required in conventional pulsed magnetic field generators, is required.
消磁コイル等が不要となり、極めて安価でかつ市場から
容易に入手できる遅延ケーブルや終端抵抗器を用いて、
従来と全く同様の目的を達するこ゛とができるので経済
的にも効果が大きい。Eliminates the need for degaussing coils, etc., and uses delay cables and termination resistors that are extremely inexpensive and easily available on the market.
Since it can achieve exactly the same purpose as the conventional method, it is also economically effective.
また、消磁のための手段がごく簡素化されたことによる
操作および保守のための費用の節約も大である。There are also significant savings in operating and maintenance costs due to the greatly simplified means for degaussing.
以上9図面を参照して9本発明の好適な実施例詮例示的
にくわしく説明した。ただし、この実施例に記載されて
いる構成部品の材質、特性、形状。Nine preferred embodiments of the present invention have been described in detail by way of example with reference to the nine drawings. However, the materials, properties, and shapes of the component parts described in this example.
その相対配置などは、特に特定的な記載のない限りは、
この発明の範囲を、それらのみに限定する趣旨のもので
はなく、弔なる説明例にすぎない。Unless otherwise specified, the relative arrangement, etc., is as follows:
The scope of the present invention is not intended to be limited to these, but are merely illustrative examples.
例えば、各ケーブルおよびパルス電磁石の特性インピー
ダンスは必ずしも厳密に等しくする必要はなく、パルス
電流の反射が極端に悪くならない程度であればよい、な
お、特性インピーダンスZm−,Z□、ZcおよびR8
においてインピーダンスの虚数成分についても同様であ
る。For example, the characteristic impedances of each cable and pulse electromagnet do not necessarily have to be strictly equal, and it is sufficient that the reflection of the pulse current does not become extremely bad.
The same holds true for the imaginary component of impedance.
また、遅延ケーブルの長さについても、パルス電流のパ
ルス幅の半分以上の伝播遅延時間を持つ遅延ケーブルに
ついて例示したが、実用上問題なければそれ以下の長さ
でもよい。Further, regarding the length of the delay cable, although a delay cable having a propagation delay time of half or more of the pulse width of the pulse current is exemplified, the length may be shorter than that if there is no practical problem.
また、パルス電磁石の巻線は一巻の場合について説明し
たが複数の巻回数であっても同様の効果が期待できる。Further, although the case where the pulse electromagnet has one winding has been described, the same effect can be expected even if the pulse electromagnet has a plurality of windings.
また、パルス電流波形は方形波の場合についてl明した
が9例えば、正弦波9台形波等についても同様である。Further, although the pulse current waveform has been described in the case of a square wave, the same applies to, for example, a sine wave, a trapezoidal wave, etc.
第1図は9本発明の一実施例ブロック図、第2図は、従
来のパルス電磁石の斜視図、第3図は。
従来のパルス磁場発生装置のブロック図、第4図は、磁
性体コア断面図、第5図は、磁性体コアB−H特性図、
第6図は、磁化特性図、第7図は。
減衰交呑電流波形図、第8図は1本発明に係るパルス電
磁石の一実施例斜視図、第9図は本発明に係る一実施例
の減衰パルス電流波形図1図中。
11・・・磁性体コア
12ag 12bv 13a+ 13b・・・導線14
・・・消磁コイル 15・・・直流電源16・・
・充電ケーブル 17・・・接続用ケーブル18・
・・パルス電磁石 19・・・制御回路20・・・
減衰交番電流発生回路
22・・・遅延ケーブル
RL、、RL、・・・終端抵抗器
Z J・・・パルス電磁石入力インピーダンスZ1□・
・・パルス電磁石出力インピーダンスZC・・・ケーブ
ル特性インピーダンスB・・・磁束密度 H・
・・外部磁界A・・・初期磁化点 党・・・平均
磁路長d・・・磁極間隙長 P、・・・パルス幅
特許呂願入 日本電信電話公社FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a conventional pulsed electromagnet, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention. A block diagram of a conventional pulsed magnetic field generator, FIG. 4 is a sectional view of the magnetic core, and FIG. 5 is a B-H characteristic diagram of the magnetic core.
Fig. 6 is a magnetization characteristic diagram, and Fig. 7 is a magnetization characteristic diagram. FIG. 8 is a perspective view of an embodiment of a pulsed electromagnet according to the present invention, and FIG. 9 is a diagram of attenuated alternating current waveforms according to an embodiment of the present invention. 11...Magnetic core 12ag 12bv 13a+ 13b...Conducting wire 14
... Demagnetizing coil 15 ... DC power supply 16 ...
・Charging cable 17...Connection cable 18・
...Pulse electromagnet 19...Control circuit 20...
Attenuated alternating current generation circuit 22...Delay cable RL,, RL,...Terminal resistor Z J...Pulse electromagnet input impedance Z1□・
... Pulse electromagnet output impedance ZC ... Cable characteristic impedance B ... Magnetic flux density H.
...External magnetic field A...Initial magnetization point Party...Average magnetic path length d...Magnetic pole gap length P,...Pulse width Patent application filed by Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation
Claims (1)
石と、上記パルス電磁石に上記パルス電流を駆動する駆
動回路とを備えてなるパルス磁場発生装置において、上
記パルス電磁石の特性インピーダンスよりも大きい抵抗
値をもつ終端抵抗器と、上記パルス電磁石と上記終端抵
抗器との間に配設された上記特性インピーダンスとほぼ
同じ特性インピーダンスをもつパルス電流遅延手段とを
具備したことを特徴とするパルス磁場発生装置。In a pulsed magnetic field generator comprising a pulsed electromagnet that generates a pulsed magnetic field by applying a pulsed current, and a drive circuit that drives the pulsed current to the pulsed electromagnet, a resistance value greater than a characteristic impedance of the pulsed electromagnet is provided. A pulsed magnetic field generating device comprising: a terminating resistor having a terminating resistor; and a pulse current delaying means having a characteristic impedance substantially the same as the characteristic impedance, which is disposed between the pulsing electromagnet and the terminating resistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21628584A JPS6195298A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Pulse magnetic-field generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21628584A JPS6195298A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Pulse magnetic-field generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6195298A true JPS6195298A (en) | 1986-05-14 |
JPH051920B2 JPH051920B2 (en) | 1993-01-11 |
Family
ID=16686136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21628584A Granted JPS6195298A (en) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Pulse magnetic-field generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6195298A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01161700A (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | Charged particle beam takeout device |
JP2016532862A (en) * | 2013-07-15 | 2016-10-20 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | Method and apparatus for demagnetizing a transformer core in a closed loop |
-
1984
- 1984-10-17 JP JP21628584A patent/JPS6195298A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01161700A (en) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Mitsubishi Electric Corp | Charged particle beam takeout device |
JP2016532862A (en) * | 2013-07-15 | 2016-10-20 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | Method and apparatus for demagnetizing a transformer core in a closed loop |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH051920B2 (en) | 1993-01-11 |
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