J-PARC RCS H0コリメータにおけるステッピングモータのノイズ対策

Reducing the effect of noise generated from stepper motor for H0 collimator in J-PARC RCS

藤山 浩樹*; 高橋 博樹  ; 岡部 晃大  ; 伊藤 雄一*; 畠山 衆一郎; 鈴木 隆洋*; 大津 聡*; 山川 龍人*

Fujiyama, Hiroki*; Takahashi, Hiroki; Okabe, Kota; Ito, Yuichi*; Hatakeyama, Shuichiro; Suzuki, Takahiro*; Otsu, Satoru*; Yamakawa, Ryuto*

J-PARC加速器のコリメータやワイヤースキャナモニタの機械駆動には、ステッピングモータが使用されている。これらの駆動装置ハードウェアは、J-PARC建設当初から使用されているものが多く経年劣化対策が必要となっている。そこで、2017年ごろからモーターや制御系の更新を進めることとなった。ところが、RCS H0コリメータのステッピングモータを現行品に更新したところ、誤動作が生じた。これは、モータードライバから発生するノイズにより、駆動部制御系がLS(リミットスイッチ)の状態を正しく認識できず、動作に支障が生じたものであった。確認のため、新旧のステッピングモータから発生するノイズを簡易テスト環境で測定したところ、明らかに現行品の方が大きいことが明らかとなった。そこで対策として、1本の多芯ケーブルに束ねられたステッピングモータの配線を、電源系とLS信号系に分離したところ、ノイズレベルが1/10程度になり、正常な動作を取り戻すことができた。本件では、RCS H0コリメータ駆動部のノイズ対策について報告する。

Stepper motors are used for mechanical drive in collimators and wire scanner monitors of J-PARC accelerators. Many of these drive unit hardware have been used since the beginning of J-PARC construction, and it is necessary to take measures against aging deterioration. Therefore, we started updating the motor and control system from around 2017. However, when the stepper motor was updated to the current product in the RCS H0 collimator, a malfunction occurred. This is because the drive unit control system cannot correctly recognize the state of the LS (limit switch) due to the noise generated by the motor driver, which hinders the operation. When the noise generated from the old and new stepper motors was measured in a simple test environment for confirmation, it was found that the current product was clearly larger. As a countermeasure, when the wiring of the stepper motor, which was bundled in a single multi-core cable, was separated into separate cables for the power system and LS signal system, the noise level was reduced to about 1/10 and normal operation was restored. I was able to. In this case, we report on noise countermeasures for the RCS H0 collimator drive unit.