J-PARC RCS主電磁石電源制御系の更新

Renewal of control system of the J-PARC RCS magnet power supply

渡辺 泰広  ; 柳橋 孝則; 小松崎 誠*

Watanabe, Yasuhiro; Yanagibashi, Takanori; Komatsuzaki, Makoto*

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、繰り返し周波数25Hzで400MeVから3GeVまで加速する速い繰り返しのシンクロトロンである。RCSの主電磁石は、偏向電磁石1系統、四極電磁石7系統から構成されており、それぞれ独立した共振回路を用いて、25Hzの正弦波交流パターンに直流電流を重畳しながら励磁される。現在運用している電磁石電源の電流制御システムは、RCSのビーム調整開始から延べ15年にわたり大きなトラブルもなく運用されてきたが、使用部品の一部が生産中止となるなど予備品の製作が困難となっていることから、電流制御システムの更新を検討している。本論文では、新たに開発したRCS主電磁石電源の電流制御システムについて報告する。本制御システムは、1台の電源を制御するために必要な機能を1つの制御ユニットに集約して電源に内蔵することにより、制御システムの大幅な簡素化を実現している。

J-PARC RCS accelerates a high-intensity proton beam from 400 MeV to 3 GeV at a repetition rate of 25 Hz. The main magnet system of the RCS is composed of a family of dipole magnets and seven families of quadrupole magnets excited by eight independent resonant circuits. The current control system of the main magnet power supply requires high-precision tracking control between different magnet families. The original control system of the main magnet power supply had been operated without major problems for fifteen years since the start of operation of the RCS, while the control system component is obsolete. We developed a new power supply controller based on SoC FPGA. The controller consists of a main board and four daughter boards and all functions required for current control of the power supply are installed in a 19-inch rack 2U control unit.