核融合装置電源に適したコイル電流制御法について

松川 誠

平成11年電気学会産業応用部門大会講演論文集, p.117 - 120, 1999/08

JT-60装置のコイル電流制御系では、これまでサイリスタ変換器のパルス間隔を1サンプル時間と見なす最短時間応答制御法を採用してきた。しかしながら、次世代装置では大型化と超伝導コイルの採用に伴い、コイル時定数や磁場しみ込み時間が増大して、制御システムの応答速度が従来のように高速である必要がなくなった。また、従来手法ではプラズマのMHD的揺動に対して制御系全体が不安定になりやすいことや、超伝導コイルでは交流損失低減の観点から緩やかな電圧変化が望まれることなどから、次世代装置には次第に不向きとなってきた。このため、サイリスタ変換器の出力電圧を連続的に制御するとの条件を加味した、コイル電流の新しい最適制御法を開発した。本論文は、提案する新コイル電流制御法の理論的背景とそのシミュレーション結果についてまとめたものであり、従来手法との性能比較を行っている。

Initial Results of Lower Hybrid Current Experiment on JT-60

坂本 慶司; 今井 剛; 池田 佳隆; 上原 和也; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 本田 正男; 鈴木 紀男; 横倉 賢治; 関 正美; et al.

JAERI-M 87-061, 25 Pages, 1987/05

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JT-60における低減混成波(LHRF)による電流駆動実験の初期結果の報告である。この実験は核融合炉クラスのトカマクにおけるRF電流駆動を実証する初の試みであるが、結果として、密度n=0.310m のプラズマにおいて入射電力1.2MWのLHRF(周波数2GHz)により、プラズマ電流 IF=1.7MA の電流駆動に成功した。これは現在までの非誘導型電流駆動実験で得られたものとしては世界最高の値である。尚,電流駆動効率 Dは1.0~1.7であり、他の中型トカマクにおける値D=0.5~1.5 と比較して高い値を示しているが、中性粒子入射加熱と組合わせ入射を行なった場合 更に向上し、D=2.0~2.8が得られた。また、他の中型装置と同様にLHRFによる軟X線信号上のSawtooth信号の抑制が観測されたが、これはLHRFによるプラズマの安定化および閉じ込めの改良の可能性を示すものである。更に、LHRFによるプラズマ電流立上げ及びOHコイル電流の再充電を実証した。