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JPH0792509B2 - Excitation method for multiple magnetically coupled superconducting coils - Google Patents
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JPH0792509B2 - Excitation method for multiple magnetically coupled superconducting coils - Google Patents

Excitation method for multiple magnetically coupled superconducting coils

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JPH0792509B2
JPH0792509B2 JP4258218A JP25821892A JPH0792509B2 JP H0792509 B2 JPH0792509 B2 JP H0792509B2 JP 4258218 A JP4258218 A JP 4258218A JP 25821892 A JP25821892 A JP 25821892A JP H0792509 B2 JPH0792509 B2 JP H0792509B2
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coil
superconducting
power supply
quasi
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Inventor
秀伍 棚橋
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核融合科学研究所長
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    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気閉じこめ方式の核
融合装置の磁場発生装置に用いる超伝導コイルの励磁方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of exciting a superconducting coil used in a magnetic field generator of a magnetic confinement type fusion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、ヘリカル型核融合装置やカスプ型
核融合装置などの定常磁場を発生させる磁場発生装置に
は大型の超伝導コイルが用いられる様になってきた。こ
の種の磁場発生装置には数個の超伝導コイルが用いられ
それぞれ異なった電流が必要であり、それらは相互に磁
気的に結合していることが多い。しかもその電流は数〜
数十kAの大電流になって来ていた。従来、複数の超伝
導コイルの励磁回路に於いては、超伝導コイルに流す電
流回路と同数の電源で励磁するようにしている。
2. Description of the Related Art Recently, large-scale superconducting coils have come to be used in magnetic field generators for generating a stationary magnetic field, such as helical type fusion devices and cusp type fusion devices. This type of magnetic field generator uses several superconducting coils, each requiring different currents, which are often magnetically coupled to each other. Moreover, the current is a few
It had become a large current of several tens of kA. Conventionally, in the exciting circuit of a plurality of superconducting coils, excitation is performed by the same number of power sources as the current circuits flowing in the superconducting coils.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この様な定常磁場発生
装置にあっては、時間的に変化しない定常磁場が必要で
あって、電源は必要な電流に立ち上げる時に所要の電圧
を発生させるために必要であるが、その後はその電流を
維持するために必要な電圧はコイル端子で零である。従
って、電流を維持するときには基本的に電源が不要であ
る。即ちコイルの両端を短絡すればそのコイルの電流を
維持することが出来ることは永久電流としてよく知られ
ており、磁気的に結合のない場合には複数の超伝導コイ
ルを唯一個の電源で順次永久電流にして励磁することは
容易である。しかし磁気的に結合している複数の永久電
流超伝導コイルの場合には一つのコイルに電源を接続し
てそのコイル電流を別の値にしようとして変化させると
他のコイルの電流も変化してしまうため、コイルの電流
を独立に設定することはできないと言う問題があった。
In such a stationary magnetic field generator, a stationary magnetic field which does not change with time is required, and the power supply generates a required voltage when the current is raised to a required current. The voltage required to maintain that current is zero at the coil terminals. Therefore, basically no power supply is required to maintain the current. That is, it is well known that the current of the coil can be maintained by short-circuiting both ends of the coil, and it is well known as a permanent current. When there is no magnetic coupling, multiple superconducting coils are sequentially operated by a single power source. It is easy to excite with a permanent current. However, in the case of multiple permanent current superconducting coils that are magnetically coupled, if a power source is connected to one coil and the coil current is changed to another value, the currents of other coils also change. Therefore, there is a problem that the current of the coil cannot be independently set.

【0004】このように磁気的に結合した複数の超伝導
コイルを備えた定常磁場発生装置にあって、高価な大電
流電源を数多く使うことなく、唯一個の電源だけで、各
電流回路の電流を任意に設定することが出来るものが望
まれていた。
In the stationary magnetic field generator having a plurality of magnetically coupled superconducting coils as described above, the current of each current circuit can be controlled by using only one power source without using many expensive large current power sources. What could be set arbitrarily was desired.

【0005】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであって、その目的とするところは、磁気
結合した複数の超伝導コイルを唯一個の電源で励磁で
き、しかも全てのコイル電流を任意の値に設定できる超
伝導回路の励磁方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to excite a plurality of magnetically coupled superconducting coils with a single power source, and all the coils. An object of the present invention is to provide a method for exciting a superconducting circuit that can set the current to an arbitrary value.

【0006】[0006]

【課題を解決する手段】上記の目的を達成するため、本
発明の超伝導回路の励磁方法においては、磁気結合した
複数の超伝導コイルと、その各端子間に設けた各々の短
絡スイッチと、一台の両極性可変電圧電源とから成り、
上記の各端子と上記両極性可変電圧電源とを各々接続ス
イッチを介して接続している励磁回路を励磁するにあた
り、これらの複数コイルの相互誘導係数行列と励磁の順
序から定まる最終電流値に基づき、所望の最終電流値を
得るための各コイルの励磁の順序及び初期電流値を定
め、この順序に従って第1の超伝導回路の接続スイッチ
を閉路して上記両極性可変電圧電源に電圧を発生させ、
上記所定の初期コイル電流に達した後にその短絡スイッ
チを閉路しその接続スイッチを開路してこの超伝導コイ
ルを準永久電流状態とし、順次他の各超伝導コイルも前
記順序に従って各々所定の初期コイル電流に励磁して、
各々準永久電流状態とすることにより、全ての超伝導コ
イルを所望の電流値の準永久電流状態にすることを特徴
とするものである。
In order to achieve the above object, in a method of exciting a superconducting circuit according to the present invention, a plurality of magnetically coupled superconducting coils and respective short-circuit switches provided between respective terminals thereof, It consists of one bipolar variable voltage power supply,
When exciting the exciting circuit connecting each of the above terminals and the bipolar variable voltage power supply via the connection switch respectively, based on the final current value determined from the mutual induction coefficient matrix of these multiple coils and the order of excitation. , The order of excitation of each coil and the initial current value for obtaining the desired final current value are determined, and the connection switch of the first superconducting circuit is closed according to this order to generate a voltage in the bipolar variable voltage power supply. ,
After the predetermined initial coil current is reached, the short-circuit switch is closed and the connection switch is opened to bring this superconducting coil into a quasi-permanent current state. Excited by the current,
It is characterized in that all of the superconducting coils are brought into a quasi-permanent current state of a desired current value by making them into a quasi-permanent current state.

【0007】[0007]

【作用】第1の超伝導コイルと両極性可変電圧電源とを
接続している接続スイッチを閉路してから両極性可変電
圧電源の電圧を発生させ、この超伝導コイルの電流を増
加させて第1のコイル用の初期電流値に立ち上げ、その
後はこの超伝導コイルの電流を保持するような電圧とす
る。この状態に於て、該超伝導コイルの端子に接続され
た短絡スイッチを閉路した後上記電源の電圧を逆極性に
発生させてこの電源から流出していた電流が殆ど無くな
った時該接続スイッチを開路する。この状態において
は、第1の超伝導コイルの電流は該短絡スイッチを通し
て準永久電流となっている。
Operation: The connection switch connecting the first superconducting coil and the bipolar variable voltage power supply is closed, and then the voltage of the bipolar variable voltage power supply is generated to increase the current of the superconducting coil. The initial current value for the first coil is raised, and thereafter, the voltage is set to hold the current of the superconducting coil. In this state, when the short-circuit switch connected to the terminal of the superconducting coil is closed, the voltage of the power source is generated in the opposite polarity, and when the current flowing from the power source disappears, the connection switch is turned off. Open circuit. In this state, the current of the first superconducting coil is a quasi-permanent current through the short circuit switch.

【0008】次に第2の超伝導コイルと両極性可変電圧
電源とを接続している接続スイッチを閉路してから該電
源の電圧を発生させ、この超伝導コイルの電流を増加さ
せて第2のコイル用の初期電流値に立ち上げ、その後は
この超伝導コイルの電流を保持するような電圧とする。
この状態に於て、第2の超伝導コイルの端子に接続され
た短絡スイッチを閉路した後該電源の電圧を逆極性に発
生させてこの電源から流出していた電流が殆ど無くなっ
た時該接続スイッチを開路する。この状態においては、
第2の超伝導コイルの電流は該短絡スイッチを通して準
永久電流となっている。この時第1のコイル電流は第2
コイルとの磁気結合のため第1コイル用の当初の初期電
流とは異なった値の準永久電流となっている。
Next, the connection switch connecting the second superconducting coil and the bipolar variable voltage power supply is closed, then the voltage of the power supply is generated, and the current of the superconducting coil is increased to increase the second current. The initial current value for the coil is raised, and thereafter, the voltage is set to hold the current of the superconducting coil.
In this state, after closing the short-circuit switch connected to the terminal of the second superconducting coil, the voltage of the power source is generated in the opposite polarity and the current flowing from the power source is almost eliminated. Open the switch. In this state,
The current of the second superconducting coil is a quasi-permanent current through the short-circuit switch. At this time, the first coil current is the second
Due to the magnetic coupling with the coil, the quasi-permanent current has a value different from the initial initial current for the first coil.

【0009】以下同様にして次々と超伝導コイルを励磁
し全ての超伝導コイルの励磁が終わると、各コイルには
全て準永久電流が流れている状態になる。ただし各コイ
ルの準永久電流の値は、磁気結合のため新たにコイルが
励磁される毎に順次その値がかわり最終値となってい
る。
In the same manner, when the superconducting coils are excited one after another and the excitation of all the superconducting coils is completed, a quasi-permanent current flows in each coil. However, the value of the quasi-permanent current of each coil is a final value which is sequentially changed each time the coil is newly excited due to magnetic coupling.

【0010】各コイルの最終準永久電流値は、コイル間
の磁気結合の程度を表わす相互誘導係数、各コイルの初
期電流値、励磁の順序によって一意に決まるものであ
る。従って、全てのコイルの最終準永久電流値が所望の
値になるように励磁の順序と各コイルの初期電流値を予
め算定しておくことは可能であり、これにより各コイル
に任意の最終準永久電流値を設定することができる。
The final quasi-permanent current value of each coil is uniquely determined by the mutual induction coefficient indicating the degree of magnetic coupling between the coils, the initial current value of each coil, and the order of excitation. Therefore, it is possible to pre-calculate the excitation sequence and the initial current value of each coil so that the final quasi-permanent current values of all the coils will be the desired values. Permanent current value can be set.

【0011】次に全てのコイルの減磁を行うには次のよ
うにする。任意のコイルを選び、それに接続している接
続スイッチを閉路し、そのコイルに流れている電流と同
じ電流を電源から供給する。この状態の時、短絡スイッ
チの電流は無くなるので、短絡スイッチを開路する。次
に電流を減じる向きの電圧を電源に発生させれば、電流
が減少して実質零となった時に接続スイッチを開路す
る。以下同様に次々にコイルを減磁して、全てのコイル
の電流を無くすことが出来る。
Next, the following procedure is performed to demagnetize all the coils. An arbitrary coil is selected, the connection switch connected to it is closed, and the same current as that flowing in the coil is supplied from the power supply. In this state, the short-circuiting switch has no current, so the short-circuiting switch is opened. Next, if a voltage is generated in the power supply in the direction of decreasing the current, the connection switch is opened when the current decreases to substantially zero. Similarly, the coils can be demagnetized one after another to eliminate the current in all the coils.

【0012】全コイル減磁の途中で、必要なら励磁され
ていないコイルの励磁を行うことも出来る。そして別の
初期電流を設定して行けば、別の最終準永久電流値の組
合せを得ることが出来る。
During the demagnetization of all the coils, it is possible to excite the unexcited coils if necessary. By setting another initial current, another final quasi-permanent current value combination can be obtained.

【0013】コイルを順次励磁して行く場合に、あるコ
イルの電流が、そのコイルに許容された最大電流値を超
える場合が有り得る。この様な場合には励磁の順序を変
えることによって避けることが出来る。
When the coils are sequentially excited, the current of a certain coil may exceed the maximum current value allowed for the coil. In such a case, it can be avoided by changing the order of excitation.

【0014】この様にして唯1台の電源で複数の超伝導
コイルを任意の電流値に励磁することが可能である。
In this way, it is possible to excite a plurality of superconducting coils at arbitrary current values with only one power source.

【0015】上述の説明に於ける準永久電流について説
明する。上述の短絡スイッチは、常伝導スイッチである
が、その電気抵抗は極めて小さいものを使用することを
念頭に置いている。即ちそれに接続している超伝導コイ
ルの自己誘導係数Lとその超伝導コイルの端子との接続
抵抗を含めてその短絡スイッチの全抵抗Rとの比L/R
を減衰時定数と呼び、この大きさ(時間)が励磁、減
磁、および定常磁場発生装置の使用時間としての「定
常」と見なす時間の長さに比べて充分長い場合、この回
路の電流は実質上永久電流と見なす事が出来るので、準
永久電流と呼ぶ。即ちこの場合、定常磁場発生装置の使
用時間中は電流の減衰はないものと考えてよい。
The quasi-permanent current in the above description will be described. Although the above-mentioned short-circuit switch is a normal conduction switch, it is kept in mind that an electric resistance thereof is extremely small. That is, the ratio L / R of the self-induction coefficient L of the superconducting coil connected to it and the total resistance R of the short-circuit switch including the connection resistance with the terminal of the superconducting coil.
Is called the decay time constant, and if this magnitude (time) is sufficiently long compared to the length of time that is regarded as "steady" as the usage time of the excitation, demagnetization, and steady magnetic field generator, the current of this circuit is It is called quasi-permanent current because it can be regarded as a permanent current. That is, in this case, it may be considered that the current does not decay during the use time of the stationary magnetic field generator.

【0016】なお、現在の技術では、大型核融合装置の
磁場発生装置に使用出来る大電流短絡スイッチで超伝導
のものがまだ開発されていないので、上記短絡スイッチ
は、常伝導スイッチを使用せざるを得ないが、超伝導ス
イッチで高電圧大電流に耐えうるものが開発されれば、
それを使用して真に永久電流とすることが出来る。
In the current technology, the superconducting large-current short-circuit switch that can be used for the magnetic field generator of the large-scale fusion device has not been developed yet, so that the short-circuit switch must use the normal conduction switch. However, if a superconducting switch that can withstand high voltage and large current is developed,
It can be used for truly permanent current.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例の構成を図1によって
説明する。図1において、1はヘリカル磁場用の超伝導
コイルで3個のコイルを直列接続したものであり、2,
3はその端子である。4,5,6はポロイダル磁場用の
超伝導コイルで、7,8は超伝導コイル4の端子、9,
10は超伝導コイル5の端子、11,12は超伝導コイ
ル6の端子である。13は両極性可変電圧電源としての
サイリスタ整流電源で図示外の制御装置の指令により正
負の電圧を発生させることが出来かつその大きさを変化
させることが出来るようになっている。14は端子2と
端子3との間に挿入された短絡スイッチ、15は端子7
と端子8との間に挿入された短絡スイッチ、16は端子
9と端子10との間に挿入された短絡スイッチ、17は
端子11と端子12との間に挿入された短絡スイッチで
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, 1 is a superconducting coil for a helical magnetic field, in which three coils are connected in series.
3 is the terminal. 4, 5, 6 are superconducting coils for poloidal magnetic field, 7, 8 are terminals of the superconducting coil 4, 9,
Reference numeral 10 is a terminal of the superconducting coil 5, and 11 and 12 are terminals of the superconducting coil 6. Reference numeral 13 is a thyristor rectifying power source as a bipolar variable voltage power source, which can generate positive and negative voltages and can change its magnitude according to a command from a control device (not shown). 14 is a short circuit switch inserted between the terminals 2 and 3, and 15 is a terminal 7.
Is a short circuit switch inserted between the terminals 9 and 10, 16 is a short circuit switch inserted between the terminals 9 and 10, and 17 is a short circuit switch inserted between the terminals 11 and 12.

【0018】18は両極性可変電圧電源13を端子2,
3に接続しうるように挿入された接続スイッチ、19は
両極性可変電圧電源13を端子7,8に接続しうるよう
に挿入された接続スイッチ、20は両極性可変電圧電源
13を端子9,10に接続しうるように挿入された接続
スイッチ、21は両極性可変電圧電源13を端子11、
12に接続しうるように挿入された接続スイッチであ
る。短絡スイッチ14乃至17及び接続スイッチ18乃
至21は各々電動、油圧、空圧等の駆動手段を具備し、
図示外の制御装置によりそれらの開閉操作が出来るよう
にしている。
Reference numeral 18 denotes a bipolar variable voltage power supply 13 for terminals 2 and
3 is a connection switch inserted so as to be connectable to 3; 19 is a connection switch inserted so that the bipolar variable voltage power supply 13 can be connected to the terminals 7 and 8; 20 is a bipolar variable voltage power supply 13; A connection switch inserted so as to be connectable to 10, a reference numeral 21 denotes a bipolar variable voltage power supply 13, a terminal 11,
12 is a connection switch inserted so that it can be connected to 12. Each of the short circuit switches 14 to 17 and the connection switches 18 to 21 is provided with a driving means such as electric, hydraulic and pneumatic pressure,
A control device (not shown) can open and close them.

【0019】超伝導コイル1乃至6、及び両極性可変電
圧電源13には各々の電流を測定する電流測定装置が具
備されて、測定された電流値が上記制御装置に伝達され
るようにしている。さらに上記制御装置は上記の各コイ
ル電流が予め指定された電流値になるように、両極性可
変電圧電源13の電圧を発生させ、或はコイル電流と両
極性可変電圧電源13の電流値を比較してこれらが実質
上一致した時に該コイルに接続された短絡スイッチを開
路し、或は両極性可変電圧電源13の電流値が実質上零
となった時に、閉路している接続スイッチを開路する機
能をもたせている。
The superconducting coils 1 to 6 and the bipolar variable voltage power supply 13 are equipped with current measuring devices for measuring the respective currents so that the measured current values are transmitted to the control device. . Further, the control device generates the voltage of the bipolar variable voltage power supply 13 so that each of the coil currents has a preset current value, or compares the coil current and the bipolar variable voltage power supply 13 with each other. Then, when they substantially match, the short-circuit switch connected to the coil is opened, or when the current value of the bipolar variable voltage power supply 13 becomes substantially zero, the closed connection switch is opened. It has a function.

【0020】上記の3個のヘリカル磁場用の超伝導コイ
ル、3個のポロイダル磁場用の超伝導コイル4,5,6
は相互に磁気結合している。また超伝導コイルの電流の
向きは超伝導コイル4のみ逆となる様な接続としてい
る。
Superconducting coils for the above three helical magnetic fields, three superconducting coils for the poloidal magnetic fields 4, 5, 6
Are magnetically coupled to each other. Further, the direction of the current of the superconducting coil is set so that only the superconducting coil 4 is reversed.

【0021】次に、その動作を図1と図2と共に説明す
る。まず励磁法について述べる。接続スイッチ18を閉
路し、両極性可変電圧電源13(以下電源と略称する)
より電圧を発生させる。超伝導コイル1の電流が増加し
て初期電流値I11に達した後その電流値を保持する電圧
とする。短絡スイッチ14を閉路した後、電源の電圧を
負にすると電源電流が減少して実質零になった後これを
保持する。この後接続スイッチ18を開路する。この時
超伝導コイル1の電流は短絡スイッチ14を通って流
れ、準永久電流となる。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, the excitation method will be described. The connection switch 18 is closed, and the bipolar variable voltage power supply 13 (hereinafter abbreviated as power supply).
Generate more voltage. After the current of the superconducting coil 1 increases to reach the initial current value I 11 , the current value is maintained. After closing the short-circuiting switch 14, if the voltage of the power supply is made negative, the power supply current decreases and becomes substantially zero, and then this voltage is held. After this, the connection switch 18 is opened. At this time, the current of the superconducting coil 1 flows through the short circuit switch 14 and becomes a quasi-permanent current.

【0022】次に接続スイッチ19を閉路し、電源より
電圧を発生させる。超伝導コイル4の電流が増加して初
期電流値I21に達した後その電流値を保持する電圧とす
る。短絡スイッチ15を閉路した後、電源の電圧を負に
すると電源電流が減少して実質零になった後これを保持
する。この後接続スイッチ19を開路する。この時超伝
導コイル4の電流は短絡スイッチ15を通って流れ、準
永久電流となる。この時超伝導コイル1の電流はI12
変化している。
Next, the connection switch 19 is closed to generate a voltage from the power supply. After the current of the superconducting coil 4 increases and reaches the initial current value I 21 , the current value is maintained. After closing the short-circuiting switch 15, if the voltage of the power supply is made negative, the power supply current decreases and becomes substantially zero, and then this voltage is held. After this, the connection switch 19 is opened. At this time, the current of the superconducting coil 4 flows through the short circuit switch 15 and becomes a quasi-permanent current. At this time, the current of the superconducting coil 1 has changed to I 12 .

【0023】以下同様にして超伝導コイル5を励磁して
初期電流値I31にし、超伝導コイル6を励磁して初期電
流値I41にする。この状態においては超伝導コイル1の
準永久電流はI14になっており、超伝導コイル4の準永
久電流はI23になっており、超伝導コイル5の準永久電
流はI32になっている。
Similarly, the superconducting coil 5 is excited to have an initial current value I 31 and the superconducting coil 6 is excited to have an initial current value I 41 . In this state, the quasi-permanent current of superconducting coil 1 is I 14 , the quasi-permanent current of superconducting coil 4 is I 23 , and the quasi-permanent current of superconducting coil 5 is I 32. There is.

【0024】この時の準永久電流値I14,I23,I32
41と、初期電流値I11,I21,I 31及び途中の準永久
電流値I12,I13,I22の間の関係は、超伝導コイルの
誘導係数行列が予め判っていることから、容易に計算す
ることができる。従って、必要な最終永久電流となるよ
うに初期電流値を予め計算しておけば容易に最終値を得
ることができる。
Quasi-permanent current value I at this time14, Itwenty three, I32
I41And the initial current value I11, Itwenty one, I 31And on the way semi-permanent
Current value I12, I13, Itwenty twoThe relationship between the
Since the induction coefficient matrix is known in advance, it can be easily calculated.
You can Therefore, the required final permanent current will be obtained.
If the initial current value is calculated in advance, the final value can be easily obtained.
You can

【0025】このようにして超伝導コイルに必要とされ
る準永久電流を流すことによって、それが作る準定常磁
場を用いて核融合実験をすることができる。
By thus supplying the quasi-permanent current required for the superconducting coil, it is possible to carry out a fusion experiment using the quasi-stationary magnetic field produced by the quasi-permanent magnetic field.

【0026】上記の励磁順においては、超伝導コイル1
の準永久電流I12が最終の準永久電流I14より大きくな
っている。もしI12が超伝導コイル1の最大許容電流値
を超えるならば励磁の順序を変更して超えないような順
序を選ぶことが可能である。例えば、超伝導コイル1を
最後に励磁すればよい。4個の超伝導コイルの励磁の順
番は24通りであるので、そのなかから適当な順序を見
いだすことは可能である。
In the above excitation sequence, the superconducting coil 1
The quasi-permanent current I 12 is larger than the final quasi-permanent current I 14 . If I 12 exceeds the maximum allowable current value of the superconducting coil 1, it is possible to change the order of excitation and select an order not to exceed. For example, the superconducting coil 1 may be excited last. Since the four superconducting coils are excited in 24 ways, it is possible to find an appropriate order among them.

【0027】次に減磁法を述べる。励磁と全く逆の順序
を辿り、減磁する。即ち、接続スイッチ21を閉路して
電源に電圧を発生させ電源電流を超伝導コイル6の電流
I41に一致させる。この時短絡スイッチ17の電流は零
になり、短絡スイッチ17を開路する。この後電源に負
電圧を発生させると超伝導コイル6の電流は減少して零
になり、この時点で接続スイッチ21を開路する。この
様にして超伝導コイル5,6,4,1と減磁してゆくこ
とが出来る。減磁の順序はどの超伝導コイルから始めて
もよく、その順序は24通りある。
Next, the demagnetization method will be described. Demagnetize by following the exact reverse sequence of excitation. That is, the connection switch 21 is closed to generate a voltage in the power supply and match the power supply current with the current I41 of the superconducting coil 6. At this time, the current of the short circuit switch 17 becomes zero and the short circuit switch 17 is opened. After that, when a negative voltage is generated in the power source, the current in the superconducting coil 6 decreases to zero, and the connection switch 21 is opened at this point. In this way, it is possible to demagnetize the superconducting coils 5, 6, 4, 1. The order of demagnetization may start from any superconducting coil, and there are 24 orders.

【0028】準永久電流の時定数が充分長くないような
場合において、設定した電流値から減少した時には、再
度電流値の設定を行う必要がある。この場合には、上記
の減磁法と励磁法を続けて行えばよい。
In the case where the time constant of the quasi-permanent current is not sufficiently long, when the set current value decreases, it is necessary to set the current value again. In this case, the demagnetization method and the excitation method described above may be successively performed.

【0029】上記の実施例では、核融合装置に備えられ
た全ての超伝導コイルを1台の電源で励磁するようにし
たが、本発明を一部の複数超伝導コイルに実施すること
も可能である。また他の超伝導コイルの電流を変化させ
ている間に電流が変化しない超伝導コイルが必要なら、
この超伝導コイルに専用の電源を設ければ可能である。
In the above-mentioned embodiment, all the superconducting coils provided in the nuclear fusion device are excited by one power source, but the present invention can be applied to some plural superconducting coils. Is. If you want a superconducting coil whose current does not change while changing the current of other superconducting coils,
This is possible if a power source dedicated to this superconducting coil is provided.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、磁気結合した複数の超
伝導コイルと、その各端子間に設けた各々の短絡スイッ
チと、一台の両極性可変電圧電源とから成り、上記の各
端子と上記両極性可変電圧電源とを各々接続スイッチを
介して接続している励磁回路を励磁するにあたり、これ
らの複数コイルの相互誘導係数行列と励磁の順序から定
まる最終電流値に基づき、所望の最終電流値を得るため
の各コイルの励磁の順序及び初期電流値を定め、この順
序に従って第1の超伝導回路の接続スイッチを閉路して
上記両極性可変電圧電源に電圧を発生させ、上記所定の
初期コイル電流に達した後にその短絡スイッチを閉路し
その接続スイッチを開路してこの超伝導コイルを準永久
電流状態とし、順次他の各超伝導コイルも前記順序に従
って各々所定の初期コイル電流に励磁して、各々準永久
電流状態とするようにしているので、唯1台の電源で、
全ての超伝導コイルに所望の電流値の準永久電流を流す
ことができる。
According to the present invention, a plurality of magnetically coupled superconducting coils, each short-circuit switch provided between each terminal thereof, and one bipolar variable voltage power source are provided, and each of the above-mentioned terminals is provided. When exciting the excitation circuit that connects each of the above and the bipolar variable voltage power supply via the connection switch, based on the final induction current value determined from the mutual induction coefficient matrix of these multiple coils and the order of excitation, the desired final The order of excitation of each coil for obtaining the current value and the initial current value are determined, and in accordance with this order, the connection switch of the first superconducting circuit is closed to generate a voltage in the bipolar variable voltage power supply, and the predetermined voltage is set. After reaching the initial coil current, the short-circuit switch is closed and the connection switch is opened to bring this superconducting coil into a quasi-permanent current state. And exciting the coil current, since such a respective semi-permanent current state, only one power supply,
A quasi-permanent current having a desired current value can be passed through all superconducting coils.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】励磁時の各超伝導コイルの電流変化を示す波形
図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a current change in each superconducting coil during excitation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,4,5,6 超伝導コイル 13 両極性可変電圧電源 14,15,16,17 短絡スイッチ 18,19,20,21 接続スイッチ 1, 4, 5, 6 Superconducting coil 13 Bipolar variable voltage power supply 14, 15, 16, 17 Short-circuit switch 18, 19, 20, 21 Connection switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気結合した複数の超伝導コイルと、そ
の各端子間に設けた各々の短絡スイッチと、一台の両極
性可変電圧電源とから成り、上記の各端子と上記両極性
可変電圧電源とを各々接続スイッチを介して接続してい
る励磁回路を励磁するにあたり、これらの複数コイルの
相互誘導係数行列と励磁の順序から定まる最終電流値に
基づき、所望の最終電流値を得るための各コイルの励磁
の順序及び初期電流値を定め、この順序に従って第1の
超伝導回路の接続スイッチを閉路して上記両極性可変電
圧電源に電圧を発生させ、上記所定の初期コイル電流に
達した後にその短絡スイッチを閉路しその接続スイッチ
を開路してこの超伝導コイルを準永久電流状態とし、順
次他の各超伝導コイルも前記順序に従って各々所定の初
期コイル電流に励磁して、各々準永久電流状態とするこ
とにより、全ての超伝導コイルを所望の電流値の準永久
電流状態にすることを特徴とする超伝導コイルの励磁方
法。
1. A plurality of magnetically coupled superconducting coils, respective short-circuit switches provided between respective terminals thereof, and one bipolar variable voltage power supply, wherein each of the terminals and the bipolar variable voltage are provided. When exciting the excitation circuit that is connected to the power supply via the connection switch respectively, based on the final current value determined from the mutual induction coefficient matrix of these multiple coils and the order of excitation, to obtain the desired final current value The order of excitation of each coil and the initial current value are determined, the connection switch of the first superconducting circuit is closed according to this order to generate a voltage in the bipolar variable voltage power supply, and the predetermined initial coil current is reached. After that, the short-circuit switch is closed and the connection switch is opened to bring this superconducting coil into a quasi-permanent current state. Then, each superconducting coil is brought into a quasi-permanent current state to bring all the superconducting coils into a quasi-permanent current state of a desired current value.
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