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Loring, M.*; 森山 伸一; 春日井 敦; 寺門 正之; 中山 伸好*; 飯山 俊光*
Proceedings of 26th International Power Modulator Symposium and 2004 High Voltage Workshop, p.271 - 273, 2004/00
大電力高周波源において電子管の保護と制御は重要な問題である。ここでは、この問題の解決にむけて進められた開発の概要をまとめるとともに、最近の核融合研究,加速器及び工業用分野での実例について議論する。特にJT-60Uのメガワット級ジャイロトロンの制御と保護のために用いられる高電圧IGBTスイッチの設計,開発、及び性能向上の過程について述べる。このIGBTスイッチは数年間稼働しており、システム運用時間20,000時間(素子運用時間2,000,000時間)が示すその長寿命は、注意深く設計されたシステムが適切に運用されたことによる装置信頼性の高さを示している。このスイッチは最近、他の高電力システムでも広く使われており、直流100kV, 100A級の電流を扱うことが可能である。この成果は原研と東京電子(株)の共同開発によるものである。
恒岡 まさき; 今井 剛; 中山 伸好*; 飯山 俊光*
電気学会論文誌,D, 123-D(2), p.170 - 171, 2003/02
本レターは核融合用ジャイロトロンの出力を変調運転するために、-100kV電源の電流をスイッチングすることのできる直流遮断器に関するものである。また、スイッチングによる変調と同時にジャイロトロンの管内アーク発生時に、10Joule以下の許容エネルギーで負荷であるジャイロトロンを保護できる能力を併せ持つものである。ここでは100素子のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子を直列にして直流-100kV,60Aの遮断器を構成した。さらに実験結果として短絡遮断器試験の結果及び500KJouleのダミー抵抗器を用いてduty1%で1kHzのスイッチング試験を10秒間実施し、遮断器に異常がなかったことを報告した。
恒岡 まさき; 浅香 敏夫*; 中山 伸好*; 飯山 俊光*
電気学会論文誌,D, 119(11), p.1424 - 1425, 1999/11
非共振形DC-DCコンバータを用いた低圧-特別高圧変換直流電源は特高側の蓄積エネルギーを最小化でき、かつ高効率のため高速遮断性能を持つ大容量電源に適している。筆者等は核融合炉用電子サイクロトロン共鳴加熱のジャイロトロン加速電源にこの方式を採用してきた。この方式の課題点に昇圧変圧器の寄生共振対策がある。これは変圧器の漏れインダクタンスと巻線容量とで形成されるものである。特に巻線容量を抑える対策が必要となる。そこで、筆者等はこの巻線の低容量化のため、2次巻線を多ブロック化し、巻線に蓄積する静電エネルギーを小さくする方法を用いた。これにより従来行われてきたレイヤー巻に対し、およそ100分の1の静電容量にすることに成功した。また、共振周波数も10kHz~200kHzにし、キャリア周波数5kHzに対してシフトした変圧器とする方法を確立した。
