JP5285577B2 - Superconducting magnet excitation power supply - Google Patents
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Description
本発明は、電源からの電力を制御し、超電導マグネット超電導マグネットの励磁電源に関する。 The present invention relates to an excitation power source for a superconducting magnet that controls power from the power source.
従来、電源から超電導コイルに励磁電流を供給して超電導コイルを励磁する超電導マグネットを備えた超電導機器が知られている。このような超電導機器に用いられる超電導マグネットは、供給される励磁電流に応じて、発生する磁場強度が変化する特徴を有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a superconducting device including a superconducting magnet that excites a superconducting coil by supplying an exciting current from a power source to the superconducting coil. A superconducting magnet used in such a superconducting device has a feature that the intensity of the generated magnetic field changes according to the supplied excitation current.
例えば、特許文献1は、複数の磁気分離ユニットが有する超電導コイルに流す電流を予め決定された値に個別に制御することで夫々所望の磁場を発生させ、廃液から磁性強度の異なる不純物を個別に回収するシステムを開示している。このように、超電導機器において所望の磁場を発生させる上で、超電導マグネットに供給する最適な電流を発見することが重要になっている。
For example,
そこで、磁場を利用した機器の最適な電流を発見する方法として、電流の電流値を変化させて磁場を測定する装置が知られている。例えば、特許文献2には、所定の電流パターンで電流値を時間的に変化させて磁界を測定する磁気ベクトル測定装置が開示され、核磁気共鳴装置、超電導磁石等に発生する磁界の測定に使用できる旨が示されている。 Therefore, as a method for finding an optimum current of a device using a magnetic field, an apparatus for measuring the magnetic field by changing the current value of the current is known. For example, Patent Document 2 discloses a magnetic vector measuring device that measures a magnetic field by temporally changing a current value with a predetermined current pattern, and is used for measuring a magnetic field generated in a nuclear magnetic resonance device, a superconducting magnet, or the like. It is shown that it can be done.
特許文献2は、測定毎に予め用意した電流パターンを与える必要があり、さらに、電流パターンに基づく励磁電流の制御が行われた後に測定結果が出力されるものであった。そのため、励磁中に所望のタイミングで励磁電流を調整して磁場等を測定するといった用途においては非効率であった。 In Patent Document 2, it is necessary to provide a current pattern prepared in advance for each measurement, and the measurement result is output after the excitation current is controlled based on the current pattern. Therefore, it is inefficient in applications such as adjusting the excitation current at a desired timing and measuring the magnetic field or the like during excitation.
また、超電導状態の超電導マグネットに対する励磁電流の制御に関して、上昇速度の制約があることが知られている。励磁電流の上昇速度がこの制約を上回る場合、発熱によって超電導マグネットが臨界温度に達する等の原因によりクエンチと呼ばれる超電導状態の崩れを招く。このため、特許文献2の構成では、クエンチが発生しないように励磁電流の電流パターンを予め考慮する必要がある。 Further, it is known that there is a limitation on the rising speed with respect to the control of the excitation current for the superconducting magnet in the superconducting state. When the exciting current rise rate exceeds this restriction, the superconducting state called quench is destroyed due to the superconducting magnet reaching a critical temperature due to heat generation. For this reason, in the structure of patent document 2, it is necessary to consider the current pattern of an exciting current beforehand so that quench may not occur.
本発明の目的は、斯かる問題を踏まえ、超電導マグネットに供給する励磁電流の柔軟な設定が可能であり、かつ、クエンチの発生を防止することが可能な超電導マグネットの励磁電源を提供することである。 An object of the present invention is to provide an exciting power source for a superconducting magnet that can flexibly set an exciting current supplied to the superconducting magnet and prevent the occurrence of quenching based on such problems. is there.
上記目的を達成するために、本発明は、超電導マグネットへの励磁電流を制御するパワー回路を備える励磁電源であって、アナログ操作による入力が可能な励磁電流設定器と、所定周期毎の前記励磁電流の制御目標値を記憶する制御目標値記憶手段と、前記所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段と、前記励磁電流設定器への入力に基づく励磁電流の到達目標値と前記制御目標値との差分を算出する比較処理と前記差分がある場合に該差分の正負に応じて前記制御目標値に対して前記電流変更量を加算又は減算したものを新たな制御目標値として前記制御目標値記憶手段に記憶する次回制御目標値算出処理と前記パワー回路に該新たな制御目標値に基づく電流指令を行う電流指令処理と、を有する周期処理を前記所定周期毎に実行する周期処理制御手段とを備える。 In order to achieve the above object, the present invention provides an excitation power source including a power circuit for controlling an excitation current to a superconducting magnet, an excitation current setting device capable of inputting by analog operation, and the excitation at every predetermined period. Control target value storage means for storing a current control target value, current sweep rate setting means for setting a current change amount allowed per predetermined cycle, and an excitation current arrival target based on an input to the excitation current setting device A comparison process for calculating a difference between a value and the control target value, and when there is the difference, a value obtained by adding or subtracting the current change amount to the control target value according to the sign of the difference is a new control target A periodic process having a next control target value calculation process stored as a value in the control target value storage means and a current command process for giving a current command to the power circuit based on the new control target value. The and a periodic processing control means for executing for each of the predetermined cycle.
上記構成によれば、アナログ操作での入力によって、最終的に到達させたい電流の到達目標値を入力することができる。また、周期処理において、設定された電流変更量を越えない所定周期毎の制御目標値が演算され、パワー回路に電流の指令が行われる。これにより、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。さらに、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路へ指令する電流値は設定された所定周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネットへの励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 According to the above configuration, it is possible to input a target value of the current that is finally desired to be reached by an analog operation input. In the cycle processing, a control target value for each predetermined cycle that does not exceed the set current change amount is calculated, and a current command is issued to the power circuit. As a result, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided. In addition, the current value commanded to the power circuit is controlled so as not to exceed the set current change amount per predetermined period, regardless of any fluctuations in the input by analog operation. Quenching due to a change in current can be prevented.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、前記周期処理の繰り返しを開始する開始タイミングを入力可能な周期処理開始手段をさらに備え、前記周期処理制御手段は、前記比較処理において、所定値に前記励磁電流設定器への入力値を加算したものを前記到達目標値としてもよい。 Further, the excitation power source of the superconducting magnet of the present invention further includes periodic processing start means capable of inputting a start timing for starting repetition of the periodic processing, and the periodic processing control means is configured to set the predetermined value to the predetermined value in the comparison processing. A value obtained by adding input values to the exciting current setting device may be used as the target value.
上記構成によれば、周期処理開始手段へ入力した開始タイミングにおいて、励磁電流を、所定値に入力値を加算した電流値を到達目標値とする周期処理を開始することができる。これにより、励磁電流に追加したい値を容易に設定でき、さらに所望のタイミングで励磁を開始させることができる。 According to the above configuration, at the start timing input to the periodic process starting means, it is possible to start the periodic process in which the exciting current is a current value obtained by adding the input value to the predetermined value as the arrival target value. As a result, a value to be added to the excitation current can be easily set, and excitation can be started at a desired timing.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、励磁中、又は、励磁完了を示す表示態様を表示する励磁状態表示手段と、前記周期処理において前記差分がある場合に前記励磁状態表示手段の表示態様を励磁中とし、前記周期処理において前記差分がない場合に前記励磁状態表示手段の表示態様を励磁完了とする励磁状態表示制御手段とをさらに備えてもよい。 In addition, the excitation power source of the superconducting magnet of the present invention includes an excitation state display unit that displays a display mode that indicates excitation completion or excitation completion, and a display mode of the excitation state display unit when there is the difference in the periodic processing. And excitation state display control means for setting the display state of the excitation state display means to excitation completion when there is no difference in the periodic processing.
上記構成によれば、電流指令としてパワー回路に送信される制御目標値が所定周期毎に増減されている場合に励磁状態表示手段の表示態様は励磁中を示し、制御目標値が到達目標値となった場合に励磁状態表示手段の表示態様は励磁完了を示す。これにより、励磁状態を明確に表示することができる。 According to the above configuration, when the control target value transmitted to the power circuit as a current command is increased or decreased every predetermined cycle, the display state of the excitation state display means indicates that the excitation is being performed, and the control target value is the target target value. In such a case, the display state of the excitation state display means indicates completion of excitation. Thereby, the excitation state can be clearly displayed.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、前記周期処理の繰り返しを停止する停止タイミングを入力可能な周期処理停止手段と、周期処理開始中、又は、周期処理停止中を示す表示態様を表示する周期処理状態表示手段と、前記開始タイミングに基づき前記周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理開始中とし、前記停止タイミングに基づき前記周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理停止中とする周期処理状態表示手段とをさらに備え、前記周期処理制御手段は、前記停止タイミングに基づき前記周期処理を停止する構成にされていてもよい。 In addition, the exciting power source of the superconducting magnet of the present invention displays a periodic processing stop means capable of inputting a stop timing for stopping the repetition of the periodic processing, and a display mode indicating that the periodic processing is starting or the periodic processing is stopped. Periodic processing state display means and a period in which the periodic processing state display means is in a cyclic processing start state based on the start timing and a periodic processing state display means is in a periodic processing suspension state based on the stop timing Processing period display means, and the periodic processing control means may be configured to stop the periodic processing based on the stop timing.
上記構成によれば、周期処理開始手段及び周期処理停止手段により、周期処理が制御される。また、周期処理状態表示手段は、周期処理が開始されているか否かを表示することができる。これにより、周期処理が実行されており、励磁電流設定器への入力が直ちに周期処理に反映されるか否かを明確に区別することができる。 According to the above configuration, the periodic process is controlled by the periodic process start unit and the periodic process stop unit. Further, the periodic process state display means can display whether or not the periodic process is started. Thereby, the periodic processing is executed, and it can be clearly distinguished whether or not the input to the excitation current setting device is immediately reflected in the periodic processing.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、前記パワー回路への電流指令が示す電流値から、前記超電導マグネットが発生する磁場強度値を演算するための比率を設定する比率設定手段と、前記比率に基づいて、前記励磁電流設定器への入力に基づく電流の到達目標値を、前記磁場強度値として表示する磁場強度表示手段とをさらに備えてもよい。 Further, the exciting power source of the superconducting magnet of the present invention includes ratio setting means for setting a ratio for calculating a magnetic field strength value generated by the superconducting magnet from a current value indicated by a current command to the power circuit, and the ratio And a magnetic field strength display means for displaying a current reaching target value based on the input to the exciting current setting device as the magnetic field strength value.
上記構成によれば、超電導マグネットへの電流値と超電導マグネットが発生する磁場強度値との比率を設定し、励磁電流設定器への入力に基づく電流の到達目標値を磁場強度値として表示することができるようになっている。これにより、設定された比率によって算出された磁場強度を確認しながら励磁電流の設定を行うことができる。 According to the above configuration, the ratio of the current value to the superconducting magnet and the magnetic field strength value generated by the superconducting magnet is set, and the current target value based on the input to the excitation current setting device is displayed as the magnetic field strength value. Can be done. As a result, the excitation current can be set while confirming the magnetic field intensity calculated by the set ratio.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、超電導マグネットを励磁する電流を定電流値に制御するパワー回路を備える超電導マグネットの励磁電源であって、アナログ操作による入力が可能な励磁電流増減器と、所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段と、前記励磁電流増減器からの入力に基づく割合を前記電流変更量に乗算して電流増減量を算出する電流増減量算出処理と、前記パワー回路に該電流増減量に基づく電流指令を行う指令処理と、を有する周期処理を前記所定周期毎に実行する周期処理制御手段とを備えている。 The superconducting magnet excitation power source of the present invention is a superconducting magnet excitation power source having a power circuit for controlling the current for exciting the superconducting magnet to a constant current value, and an excitation current increasing / decreasing device capable of inputting by analog operation. A current sweep rate setting means for setting a current change amount allowed per predetermined period; and a current increase / decrease amount calculation for calculating a current increase / decrease amount by multiplying the current change amount by a ratio based on an input from the excitation current increase / decrease unit Periodic processing control means for executing periodic processing having processing and command processing for giving a current command to the power circuit based on the current increase / decrease amount for each predetermined cycle.
上記構成によれば、アナログ操作での入力によって、設定された電流変更量に対する割合を入力することができる。また、周期処理において、入力された割合値を電流変更量に乗算して所定周期毎の電流増減量が演算され、パワー回路に電流の指令が行われる。これにより、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。さらに、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路へ指令する電流値は設定された所定周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネットへの励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 According to the said structure, the ratio with respect to the set current change amount can be input by the input by analog operation. In the cycle processing, the current change amount is multiplied by the input ratio value to calculate a current increase / decrease amount for each predetermined cycle, and a current command is issued to the power circuit. As a result, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided. In addition, the current value commanded to the power circuit is controlled so as not to exceed the set current change amount per predetermined period, regardless of any fluctuations in the input by analog operation. Quenching due to a change in current can be prevented.
また、本発明の超電導マグネットの励磁電源は、前記所定周期当たりの前記電流変更量と、該電流変更量により前記超電導マグネットが発生する磁場強度の変更量との比率を設定する増減量比率設定手段と、前記比率に基づいて、前記励磁電流増減器への入力に基づく前記割合を、前記磁場強度の変更量として表示する磁場強度表示手段とをさらに備えてもよい。 Further, the excitation power source of the superconducting magnet of the present invention is an increase / decrease amount ratio setting means for setting a ratio between the current change amount per predetermined period and the change amount of the magnetic field intensity generated by the superconducting magnet by the current change amount. And a magnetic field intensity display means for displaying the ratio based on the input to the exciting current increase / decrease unit as the change amount of the magnetic field intensity based on the ratio.
上記構成によれば、超電導マグネットへの調整電流変更量と超電導マグネットが発生する磁場強度の変更量との比率を設定し、励磁電流増減器への入力に基づいて算出された電流増減量を磁場強度の変更量として表示することができるようになっている。これにより、設定された比率によって算出された磁場強度の変更量を確認しながら電流変更量に対する割合を入力することができる。 According to the above configuration, the ratio of the adjustment current change amount to the superconducting magnet and the change amount of the magnetic field intensity generated by the superconducting magnet is set, and the current increase / decrease amount calculated based on the input to the excitation current increase / decrease device is set to the magnetic field. It can be displayed as a change amount of intensity. Thereby, it is possible to input a ratio with respect to the current change amount while confirming the change amount of the magnetic field intensity calculated by the set ratio.
本発明の超電導マグネットの励磁電源によれば、直感的なインタフェースを提供するとともに、超電導マグネットへの励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 According to the exciting power source of the superconducting magnet of the present invention, an intuitive interface can be provided and quenching due to a change in the exciting current to the superconducting magnet can be prevented.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について説明する。本実施形態に係る励磁電源100は、図3に示すように、商用電源40からの電力を制御し、超電導マグネットを励磁する電流(以下、励磁電流と称す)を供給するパワー回路9を備えるものである。尚、図示しないが、パワー回路9から超電導マグネット12への供給ラインには、電流値を検知する電流シャントが設けられている。電流シャントは、パワー回路9に電流値をフィードバックする。これにより、パワー回路9は、超電導マグネット12へ供給する電流を、指令された電流値に制御することが可能となっている。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention will be described below. As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、励磁電源100は、リモコン30と、本体31とを有している。
As shown in FIG. 1, the
リモコン30には、一端にコネクタ30bを有するケーブル30aの多端が接続されている。コネクタ30bが本体31に接続されることで、リモコン30及び本体31間のデータ通信が可能にされている。尚、リモコン30と本体31との接続はこの形態に限定されない。例えば、赤外線等の無線による接続であってもよい。
The
また、リモコン30は、励磁電流設定器1を有している。励磁電流設定器1は、リモコン30に回動自在に設けられた回転式のアナログ入力装置である。即ち、励磁電流設定器1は、外部からのアナログ操作による回動が可能に構成される。尚、励磁電流設定器1は、図示しない可変抵抗器を内部に有している。可変抵抗器は、励磁電流設定器1が回動された角度に応じて抵抗値が変更されるようになっている。
In addition, the
また、リモコン30は、変換器11を内部に有している。変換器11は、励磁電流設定器1における可変抵抗器の抵抗値(アナログ値)を検出し、電流値を示すデジタル信号に変換して本体31に送信するようになっている。即ち、リモコン30は、励磁電流設定器1への入力が示す電流値を、ケーブル30aを介して本体31に送信することが可能となっている。本実施形態において、励磁電流設定器1への入力が示す電流値を到達目標値と称す。
In addition, the
本実施形態において、リモコン30は、0A〜300Aまでの電流値を本体31に送信できるようになっている。図2に示すように、リモコン30は、目盛り30cが付されている。目盛り30cは、0Aから300Aまでの5Aごとに、励磁電流設定器1の形状に合わせて円軌跡に沿って付されている。また、励磁電流設定器1には、現在の設定値を示す印1aが付されている。励磁電流設定器1が回動されて、この印1aが目盛り30cの所望の電流値の位置に合致されることで、リモコン30から本体31へ所望の到達目標値が送信される。図2の例では、印1aが目盛り30cの0Aから100Aに合致するように、励磁電流設定器1が回動されている。
In the present embodiment, the
このように、アナログ操作での入力によって、最終的に到達させたい電流値を到達目標値として入力することができる。これにより、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。 In this way, the current value to be finally reached can be input as the target value by analog input. As a result, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided.
本体31は、図1に示すように、複数の入力ボタンを備えるコントロールパネル31a、及び、蛍光表示管で構成される表示パネル31bを有している。コントロールパネル31a、及び、表示パネル31bは、本体31の前面に設けられている。また、図示しないが、本体31は、商用電源からの電力を入力するための入力端子と、超電導マグネットへ励磁電流を出力するための出力端子とを有している。
As shown in FIG. 1, the
コントロールパネル31aは、複数の入力ボタンにより、超電導マグネット12への励磁電流を変更する周期、この周期当たりに許容する電流変更量、及び、パワー回路9への電流指令が示す電流値から超電導マグネット12が発生する磁場強度値を演算するための比率、が設定可能にされている。本実施形態において、「比率」とは、電流値で磁場強度値を除算した値を示す。
The
尚、「周期当たりに許容する電流変更量」とは、N周期目のパワー回路9への電流指令が示す電流値と、N+1周期目のパワー回路9への電流指令が示す電流値との差異の上限を示す。 The “current change amount allowed per cycle” is the difference between the current value indicated by the current command to the power circuit 9 in the Nth cycle and the current value indicated by the current command to the power circuit 9 in the (N + 1) th cycle. Indicates the upper limit of.
本実施形態において、コントロールパネル31aでは、1秒当たりの電流変更量(以下、電流スイープレートと称す)が入力可能にされている。周期当たりに許容する電流変更量は、設定された周期と、電流スイープレートとを乗算することで演算される。これにより、コントロールパネル31aは、周期当たりに許容する電流変更量の設定を実現可能にしている。
In the present embodiment, the
具体的に、設定された周期が「0.1sec」であり、設定された電流スイープレートが「0.1A/sec」である場合、周期(0.1sec)当たりに許容する電流変更量は、両者が乗算されて「0.01A」となる。尚、以降の説明において特に言及しない場合、「電流変更量」は「周期当たりに許容する電流変更量」を示す。 Specifically, when the set cycle is “0.1 sec” and the set current sweep rate is “0.1 A / sec”, the current change amount allowed per cycle (0.1 sec) is: Both are multiplied to become “0.01A”. Note that “current change amount” indicates “current change amount allowed per period” unless otherwise specified in the following description.
また、本体31は、CPU(Central Processing Unit)と、CPUが実行するプログラム及びこれらプログラムに使用されるデータを書き替え可能に記憶するEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)と、プログラム実行時にデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)とを含んでいる。本体31が有する各機能部は、これらハードウェアとEEPROM内のソフトウェアとが協働して構築されている。
In addition, the
即ち、図3に示すように、本体31は、表示制御部32と、制御目標値記憶部4と、周期処理制御部33と、を有している。
That is, as shown in FIG. 3, the
表示制御部32は、表示パネル31bに「到達目標値」、「制御目標値」、及び、「磁場強度の予測値」を表示させる制御を行う。表示制御部32は、変換器11を介して励磁電流設定器1から到達目標値を取得し、表示パネル31bに表示させる。また、表示制御部32は、制御目標値記憶部4から制御目標値を取得し、表示パネル31bに表示させる。また、表示制御部32は、上記比率を到達目標値に乗算して超電導マグネット12が発生する磁場強度の予測値を演算し、表示パネル31bに表示させる。
The
具体的に、「磁場強度の予測値」の表示について説明する。パワー回路9へ送信する電流を「100A」としたときに、所定条件下での超電導マグネット12が発生する磁場強度の測定値が1T(テスラ)であった場合、この所定条件下での超電導マグネット12は電流値に対して1/100の比率の磁場強度で推移することが予想される。この1/100という比率をコントロールパネル31aにより予め設定することで、表示パネル31bに演算値としての磁場強度を表示することができるようになっている。
Specifically, the display of “predicted value of magnetic field strength” will be described. When the current transmitted to the power circuit 9 is “100 A” and the measured value of the magnetic field intensity generated by the
例えば、所定条件下での超電導マグネット12が1.5Tの磁場強度を発生するための励磁電流を発見したい場合、表示パネル31bに1.5Tと表示されるように励磁電流設定器1をアナログ操作する。これにより、実際の超電導マグネット12は1.5Tに近い値の磁場強度を発生することが予想される。このように、所定条件下での所望の磁場強度を得るための電流値の発見を容易にすることができる。
For example, when the
制御目標値記憶部4は、周期毎の励磁電流の制御目標値を記憶する機能を有している。尚、励磁電源100起動時には、制御目標値記憶部4の制御目標値は0Aに設定される。
The control target value storage unit 4 has a function of storing the control target value of the excitation current for each period. When the
周期処理制御部33は、周期毎にパワー回路9に電流指令を行う機能を有している。具体的に、周期処理制御部33は、比較部6と、次回制御目標値算出部5と、電流指令部7とを有している。また、図示しないが、周期処理制御部33は、周期を計測するタイマーカウンタを有している。
The cycle
比較部6は、励磁電流の到達目標値と制御目標値との差分を算出する比較処理を実行する機能を有している。即ち、周期毎に変換器11を介して到達目標値を取得し、制御目標値記憶部4に記憶される制御目標値と比較して差分を算出する。算出結果は、次回制御目標値算出部5に送信される。
The comparison unit 6 has a function of executing a comparison process for calculating a difference between the target current value of the excitation current and the control target value. In other words, the reaching target value is acquired for each cycle via the
次回制御目標値算出部5は、差分がある場合に該差分の正負に応じて制御目標値に対して電流変更量を加算又は減算したものを新たな制御目標値として制御目標値記憶部4に記憶する次回制御目標値算出処理を実行する機能を有している。即ち、次回制御目標値算出部5は、比較部6によって算出された差分を判定し、差分があった場合は到達目標値に近づけるように制御目標値と電流変更量とを演算するようになっている。 When there is a difference, the next control target value calculation unit 5 adds, as a new control target value, a value obtained by adding or subtracting the current change amount to the control target value according to the sign of the difference in the control target value storage unit 4. It has a function of executing the next control target value calculation process to be stored. That is, the next control target value calculation unit 5 determines the difference calculated by the comparison unit 6 and, if there is a difference, calculates the control target value and the current change amount so as to approach the ultimate target value. ing.
具体的に、次回制御目標値算出部5は、到達目標値が制御目標値記憶部4に記憶される制御目標値よりも大きい場合、制御目標値に電流変更量を加算して、新たな制御目標値を算出する。また、次回制御目標値算出部5は、到達目標値が制御目標値記憶部4に記憶される制御目標値よりも小さい場合、制御目標値から電流変更量を減算して、新たな制御目標値を算出する。算出された新たな制御目標値は電流指令部7に送信されると共に、制御目標値記憶部4に記憶される。 Specifically, the next-time control target value calculation unit 5 adds a current change amount to the control target value when the final target value is larger than the control target value stored in the control target value storage unit 4, and performs a new control. Calculate the target value. Further, the next control target value calculation unit 5 subtracts the current change amount from the control target value when the final target value is smaller than the control target value stored in the control target value storage unit 4, thereby generating a new control target value. Is calculated. The calculated new control target value is transmitted to the current command unit 7 and stored in the control target value storage unit 4.
電流指令部7は、次回制御目標値算出部5から送信された新たな制御目標値に基づいて、パワー回路9に電流指令を行う電流指令処理を実行する機能を有している。具体的に、次回制御目標値算出部5が算出した制御目標値をアナログ信号に変換してパワー回路9に送信する。 The current command unit 7 has a function of executing a current command process for giving a current command to the power circuit 9 based on the new control target value transmitted from the next control target value calculation unit 5. Specifically, the control target value calculated by the next control target value calculation unit 5 is converted into an analog signal and transmitted to the power circuit 9.
パワー回路9は、外部の商用電源40からの電力が入力され、超電導マグネット12へ励磁電流を供給する。パワー回路9は、電流指令部7からの電流指令に基づいて、励磁電流を制御する。
The power circuit 9 is supplied with electric power from an external
次に、図4を参照して、励磁電源100の周期処理動作について説明する。図4は、励磁電源100の周期処理制御部33が実行する周期処理を示すフローチャートである。本実施形態において、この周期処理は、励磁電源100が起動されることをトリガとして開始される。尚、これに限定されず、周期処理は、励磁電源100が起動されてから最初に励磁電流設定器1が操作されたことをトリガとして開始されるものであってもよい。
Next, the periodic processing operation of the
先ず、励磁電流設定器1が示す到達目標値が取得される(A1)。そして、制御目標値記憶部4に記憶される制御目標値が取得される(A2)。ここで、取得されるのは、前回の周期においてパワー回路9に電流指令された制御目標値である。
First, the ultimate target value indicated by the exciting
そして、取得した到達目標値及び制御目標値に差分があるか否かが判定される(A3)。即ち、前回の周期においてパワー回路9に電流指令された制御目標値が、励磁電流設定器1によって入力された到達目標値に達しているか否かが判定される。差分がない場合(A3:NO)は、後述のA5の処理に移行される。このように、比較処理は、これらA1〜A3の処理を有している。
Then, it is determined whether or not there is a difference between the acquired arrival target value and control target value (A3). That is, it is determined whether or not the control target value commanded to the power circuit 9 in the previous cycle has reached the reaching target value input by the exciting
一方、差分がある場合(A3:YES)は、新たな制御目標値が算出される(A4)。具体的に、到達目標値が101Aであり、前回の周期においてパワー回路9に電流指令した制御目標値が100Aである場合、1Aの差分がある。ここで、到達目標値は、制御目標値よりも大きいため、100Aに電流変更量が加算される。例えば、電流変更量が0.01Aである場合は、新たな制御目標値は、100.01Aとなる。即ち、励磁中に励磁電流設定器1によって到達目標値が変更されない場合、周期毎に100.01A、100.02A、100.03A、・・・のように0.01Aずつ制御目標値に加算されて101Aに至る。このように、次回制御目標値算出処理は、A4の処理を有している。
On the other hand, when there is a difference (A3: YES), a new control target value is calculated (A4). Specifically, when the target target value is 101A and the control target value that is current-commanded to the power circuit 9 in the previous cycle is 100A, there is a difference of 1A. Here, since the reaching target value is larger than the control target value, the current change amount is added to 100A. For example, when the current change amount is 0.01 A, the new control target value is 100.01 A. That is, if the target value is not changed by the exciting
次に、パワー回路9へ電流指令が行われる(A5)。図示しないが、パワー回路9は、電流指令に応じて、励磁電流を電流指令に基づく電流値に制御する。即ち、電流指令処理は、A5の処理を有している。 Next, a current command is issued to the power circuit 9 (A5). Although not shown, the power circuit 9 controls the excitation current to a current value based on the current command in accordance with the current command. That is, the current command process has a process of A5.
そして、コントロールパネル31aにより設定された周期が経過したか判定される(A6)。1回の周期が経過しない場合(A6:NO)は、A6の処理を繰り返し、1回の周期が経過した場合はA1の処理に戻る。
Then, it is determined whether the cycle set by the
このように、パワー回路9へ送信した制御目標値が到達目標値に至るまで、周期毎に制御目標値を到達目標値に電流変更量だけ近づける処理を実行する。即ち、周期処理において、設定された電流変更量を越えない周期毎の制御目標値が演算され、パワー回路9に制御目標値に基づく電流指令が行われる。これにより、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路9へ指令する電流値は設定された周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネット12への励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 As described above, the process of bringing the control target value closer to the target value by the amount of current change is executed every cycle until the control target value transmitted to the power circuit 9 reaches the target value. That is, in the cycle processing, a control target value for each cycle that does not exceed the set current change amount is calculated, and a current command based on the control target value is issued to the power circuit 9. As a result, the current value commanded to the power circuit 9 is controlled so as not to exceed the set current change amount per cycle regardless of any fluctuation in the input by the analog operation. Quenching due to the change in the excitation current can be prevented.
例えば、操作者が励磁電流設定器1に対して急激な操作を行った場合でも、電流スイープレートに従って励磁電流が制御される。このように、励磁電流の変更操作に不慣れな操作者であってもクエンチを発生させることなく、励磁電流を変更することができる。
For example, even when the operator performs an abrupt operation on the excitation
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について説明する。尚、第1実施形態と同一の部材及び機能部に関しては、第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the same member and function part as 1st Embodiment, the code | symbol same as 1st Embodiment is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る励磁電源200は、先の第1実施形態と比較し、コントロールパネル31aにおいて励磁電流の初期設定値が設定可能である点、励磁電流設定器1からの電流値に初期設定値が加算された値が到達目標値となる点、及び、本体31が励磁ボタン34を有している点、において異なる。
Compared with the previous first embodiment, the
本実施形態のコントロールパネル31aは、励磁電流の初期設定値が設定可能となっている。初期設定値とは、電流値であり、超電導マグネット12への励磁電流の初期目標値である。尚、初期設定値はこれに限定されることはなく所定値であればよい。
The
また、本実施形態において、励磁電流設定器1へ入力する入力値は、上述の初期設定値に追加する電流値となる。従って、本実施形態において、励磁電流設定器1への入力が示す電流値と、コントロールパネル31aに設定される初期設定値との和が到達目標値となる。
In the present embodiment, the input value input to the excitation
また、本実施形態において、図5に示すように、本体31は、周期処理の繰り返しを開始するタイミングを入力可能な励磁ボタン34を有している。励磁ボタン34は、本体31前面に設けられ、押下により入力が可能な入力装置である。励磁ボタン34は、押下された場合に、超電導マグネット12への励磁電流を到達目標値とする周期処理の制御が開始されるようになっている。尚、操作上のミスを防止する目的で、初期設定値が設定されていない場合は、励磁電流設定器1で追加する電流値が入力されている場合であっても、周期処理は開始されないようにするのもよい。また、初期設定値が設定されていない(初期設定値が0Aである)場合であっても、励磁電流設定器1で電流値が入力されている場合は周期処理を開始するものであってもよい。これにより、汎用性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
また、励磁ボタン34は、LED(Light Emitting Diode)を有する照光式スイッチである。図示しないが、LEDは、点灯が外部から目視可能に設けられている。LEDは、点灯することで「励磁中」を示し、消灯することで「励磁完了」を示す。即ち、LEDを有する励磁ボタン34は、励磁状態を表示する励磁状態表示手段として機能するようになっている。尚、「励磁中」とは、励磁電流が周期処理により変更されている状態を示し、「励磁完了」とは、励磁電流が到達目標値に達して定電流制御されている状態を示す。以下、この「励磁完了」状態を「FT(フラットトップ)状態」とも称す。
The
尚、励磁状態表示手段の表示態様は、これに限定されない。例えば、表示パネル31bや他の表示手段に「励磁中」及び「励磁完了」等の文字を表示するものであってもよい。
The display mode of the excitation state display means is not limited to this. For example, characters such as “exciting” and “excitation completed” may be displayed on the
次に、励磁電源200の励磁電流の設定動作について、第1実施形態で説明した図4を参照して、異なる点を説明する。本実施形態の周期処理は、励磁ボタン34の押下がトリガとなり開始される。
Next, differences in the setting operation of the excitation current of the
本実施形態において、A1の処理の前に、コントロールパネル31aに初期設定値が設定されているか否かを判定してもよい。即ち、初期設定値が0Aであるか否かが判定され、初期設定値が設定されていない(初期設定値が0Aである)場合、処理を終了する方法である。この方法では、初期設定値が設定されている場合に、A1の処理を実行する。最後にA1を実施するのもよい。
In the present embodiment, it may be determined whether or not an initial setting value is set in the
また、A1の処理においては、第1実施形態と異なり、コントロールパネル31aに設定された初期設定値と、励磁電流設定器1に入力された電流値とが加算され、到達目標値とされる。
Also, in the process of A1, unlike the first embodiment, the initial set value set on the
また、A3の処理において到達目標値と制御目標値とに差分がある場合、励磁ボタン34のLEDが点灯制御される。その後、A4の処理を実行する。A3の処理において到達目標値と制御目標値とに差分がない場合、励磁ボタン34のLEDが消灯制御される。その他の処理は、第1実施形態と同様であるため省略する。
Further, when there is a difference between the reaching target value and the control target value in the process of A3, the LED of the
このように、励磁ボタン34へ入力したタイミングにおいて、励磁電流を、所定値に入力値を加算した電流値を到達目標値とする周期処理を開始することができる。これにより、励磁電流に追加したい値を容易に設定でき、さらに所望のタイミングで超電導マグネット12の励磁を開始させることができる。
In this way, at the timing when the
また、電流指令としてパワー回路9に送信される制御目標値が所定周期毎に増減されている場合にLEDは励磁中を示す表示態様である「点灯」に制御される。また、制御目標値が到達目標値となった場合にLEDは励磁完了を示す表示態様である「消灯」に制御される。また、励磁完了後にLEDが「消灯」に制御されている場合でも、励磁電流設定器1の値が変更された場合は、周期処理のA3の処理において到達目標値と制御目標値とに差分が発生するため、LEDは「点灯」に制御される。これにより、励磁状態を明確に表示することができる。
Further, when the control target value transmitted to the power circuit 9 as a current command is increased or decreased every predetermined cycle, the LED is controlled to “lighting” which is a display mode indicating that excitation is being performed. Further, when the control target value becomes the reaching target value, the LED is controlled to “turn off”, which is a display mode indicating completion of excitation. Even when the LED is controlled to be “off” after completion of excitation, if the value of the excitation
尚、本実施形態の変形例として、例えば、励磁ボタン34は押下された場合に、点灯または点滅に制御されるものであってもよい。具体的に、励磁ボタン34が押下されたタイミングで周期処理が開始される。そして、周期処理において到達目標値と制御目標値とに差分がある場合、「励磁中」であるとして励磁ボタン34のLEDは、点灯制御される。また、差分がない場合、「励磁完了」であるとして励磁ボタン34のLEDは、点滅制御される。即ち、励磁ボタン34のLEDが点滅している場合は、FT状態であることを示す。
As a modification of the present embodiment, for example, when the
また、励磁ボタン34のLEDが点灯または点滅制御されている場合に、励磁ボタン34が押下された場合、そのタイミングに基づいて周期処理が停止されると共に、励磁ボタン34のLEDが消灯制御される。即ち、励磁ボタン34は、周期処理開始手段として機能すると共に、周期処理停止手段として機能する。
Further, when the
また、励磁ボタン34のLEDは、点灯制御されることで「励磁中」を示し、点滅されることで「励磁完了」を示す励磁状態表示手段として機能する。さらに、励磁ボタン34のLEDは、点灯または点滅制御されることで「周期処理開始中」を示し、消灯されることで「周期処理停止中」を示す周期処理状態表示手段として機能する。尚、「周期処理開始中」は、周期処理制御部33によって周期処理が開始されていることを示し、「周期処理停止中」は、周期処理制御部33によって周期処理が停止されていることを示す。
Further, the LED of the
このように、周期処理が開始されているか否かが表示されるため、励磁電流設定器1の有効/無効を明確に区別することができる。即ち、励磁電流設定器1へ入力した値が直ちに周期処理に反映されるか否かを区別することができる。
In this manner, since it is displayed whether or not the periodic processing has been started, it is possible to clearly distinguish whether the exciting
尚、励磁ボタン34のLEDの表示態様は、これらに限定されることはない。例えば、「励磁中」及び「励磁完了」を共に点灯制御するものであってもよい。また、励磁ボタン34を再度押すことによって周期処理を停止することに限定されることはない。例えば、他のボタンを押すと励磁ボタン34のLEDが消灯して、励磁電流を自動的に徐々に0Aにするものであってもよい。
In addition, the display mode of LED of the
(第3実施形態)
以下、本発明の第3実施形態について説明する。尚、先の実施形態と同一の部材及び機能部に関しては、先の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, regarding the same member and function part as previous embodiment, the same code | symbol as previous embodiment is attached | subjected, and description is abbreviate | omitted.
図6に示すように、本実施形態に係る励磁電源300は、第1実施形態と同様に、リモコン330と、本体331とを有している。
As shown in FIG. 6, the
リモコン30は、励磁電流増減器20と、変換器11とを有している。励磁電流増減器20は、励磁電流設定器1と同様に、回転式のアナログ入力装置であり、図示しない可変抵抗器を内部に有している。
The
変換器11は、励磁電流設定器1と同様に、励磁電流設定器1における可変抵抗器の抵抗値(アナログ値)を検出するものであるが、電流変更量に対する割合を示すデジタル信号に変換して本体331に送信するようになっている。即ち、リモコン330は、励磁電流設定器1への入力が示す電流変更量に対する割合を、ケーブル30aを介して本体331に送信することが可能となっている。
The
本実施形態において、リモコン330は、−100%〜+100%の割合を本体331に送信できるようになっている。図7に示すように、リモコン330は、目盛り330cが付されている。目盛り330cは、−100%から+100%までの10%ごとに、励磁電流増減器20の形状に合わせて円軌跡に沿って付されている。また、励磁電流増減器20には、現在の設定値を示す印20aが付されている。励磁電流増減器20が回動されて、この印20aが目盛り330cの所望の割合の位置に合致されることで、リモコン330から本体331へ所望の割合が送信される。図7の例では、印20aが目盛り330cの0%から−50%に合致するように、励磁電流設定器1が回動されている。
In the present embodiment, the
励磁電流増減器20によって割合が入力された場合、コントロールパネル31aによって設定された電流変更量に対して割合を乗算した値(以下、電流増減量と称す)で周期毎に励磁電流が変更されるようになっている。即ち、図7の例であって電流変更量が0.01Aである場合、周期毎に励磁電流が0.01×−50%=−0.005Aずつ変更される。即ち、励磁電流増減器20に対して−50%の入力がされている期間、励磁電流は周期毎に0.005Aずつ減少される。尚、励磁電流増減器20は、未操作の状態で0%となるように付勢されている。
When a ratio is input by the excitation current increase /
また、励磁電源300の本体331は、第1実施形態と同様の表示パネル31bとパワー回路9とを有している。
The
さらに、図6に示すように、励磁電源300の本体331は、コントロールパネル331aと、表示制御部332と、周期処理制御部333とを有している。
Furthermore, as shown in FIG. 6, the
コントロールパネル331aは、複数の入力ボタンを備え、超電導マグネット12への励磁電流を変更する周期、この周期当たりに許容する電流変更量、及び、この電流変更量により超電導マグネット12が発生する磁場強度の変更量との比率、が設定可能にされている。本実施形態において、「比率」とは、電流変更量で磁場強度の変更量を除算した値を示す。
The
表示制御部332は、表示パネル31bに「電流増減量」及び、「磁場強度の増減量の予測値」を表示させる制御を行う。表示制御部332は、後述の電流増減量算出部14が算出する電流増減量を取得し、表示パネル31bに表示させる。また、表示制御部32は、上記比率を電流増減量に乗算して超電導マグネット12が発生する磁場強度の予測値を演算し、表示パネル31bに表示させる。
The
具体的に、「磁場強度の増減量の予測値」の表示について説明する。パワー回路9へ送信する電流を「100A」から「101A」へ変更させたときに、所定条件下での超電導マグネット12が発生する磁場強度の測定値が1Tから1.01Tに変更された場合、この所定条件下での超電導マグネット12は電流値に対して1/100の比率の磁場強度の変更量で推移することが予想される。この1/100という比率がコントロールパネル31aにより予め設定されている場合、励磁電流増減器20に入力された割合と電流変更量とから演算した電流増減量に比率を乗算することで、表示パネル31bに「磁場強度の増減量の予測値」を表示することができるようになっている。
Specifically, the display of “predicted value of increase / decrease amount of magnetic field strength” will be described. When the measured value of the magnetic field intensity generated by the
例えば、所定条件下での超電導マグネット12に対して、磁場強度の増減量を+0.01Tで推移させたい場合、表示パネル31bに+0.01Tと表示されるように励磁電流増減器20をアナログ操作する。これにより、実際の超電導マグネット12は+0.01Tに近い値の磁場強度の増減量で推移することが予想される。このように、所定条件下での所望の磁場強度の増減量を得るための電流増減量の発見を容易にすることができる。
For example, when the increase / decrease amount of the magnetic field strength is to be changed by + 0.01T with respect to the
周期処理制御部333は、周期毎にパワー回路9に電流指令を行う機能を有している。具体的に、周期処理制御部333は、電流増減量算出部14と、電流指令部7とを有している。尚、本実施形態において、電流指令は、電流の増減量を示す。
The cycle
電流増減量算出部14は、励磁電流増減器20からの入力に基づく割合を電流変更量に乗算して周期当たりの電流増減量を算出するようになっている。そして、電流指令部7は、周期毎に、算出された電流増減量だけ増減するように、パワー回路9に電流指令を行うようになっている。
The current increase / decrease amount calculation unit 14 calculates the current increase / decrease amount per cycle by multiplying the current change amount by the ratio based on the input from the excitation current increase /
次に、図8を参照して、励磁電源300の周期処理動作について説明する。図8は、励磁電源300の周期処理制御部333が実行する周期処理を示すフローチャートである。この周期処理は、励磁電流増減器20への操作がトリガとなり開始される。
Next, the periodic processing operation of the
先ず、励磁電流増減器20が示す割合が取得される(B1)。ここで、取得した割合が表示パネル31bに表示される。そして、割合が0%であるか否かが判定される(B2)。即ち、割合が0%を示すように励磁電流増減器20が操作されたか否かが判定される。割合が0%である場合(B2:YES)、処理を終了する。
First, the ratio indicated by the exciting current increase /
一方、割合が0%でない場合(B2:NO)、コントロールパネル331aに設定された電流変更量が取得され(B3)、電流増減量が算出される(B4)。ここで、電流増減量、及び、電流増減量から算出される磁場強度の増減量の予測値が表示パネル31bに表示される
On the other hand, when the ratio is not 0% (B2: NO), the current change amount set in the
そして、電流増減量が電流指令としてパワー回路9に送信される(B5)。その後、コントロールパネル31aにより設定された周期が経過したか判定される(B6)。1回の周期が経過しない場合(B6:NO)は、B6の処理を繰り返し、1回の周期が経過した場合はB1の処理に戻る。
Then, the current increase / decrease amount is transmitted to the power circuit 9 as a current command (B5). Thereafter, it is determined whether the period set by the
このように、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。さらに、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路9へ指令する電流増減量は設定された周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネット12への励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 In this manner, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided. In addition, the current increase / decrease commanded to the power circuit 9 is controlled so as not to exceed the set current change amount per cycle regardless of any fluctuation in the input by the analog operation. Quenching due to the change in the excitation current can be prevented.
また、超電導マグネット12への調整電流変更量と超電導マグネットが発生する磁場強度の変更量との比率を設定し、励磁電流増減器20への入力に基づいて算出された電流増減量を磁場強度の変更量として表示することができるようになっている。これにより、設定された比率によって算出された磁場強度の変更量を確認しながら電流変更量に対する割合を入力することができる。
Further, a ratio between the adjustment current change amount to the
(本実施の形態の概要)
以上のように、本実施の形態は、超電導マグネット12への励磁電流を制御するパワー回路9を備える励磁電源100・200であって、アナログ操作による入力が可能な励磁電流設定器1と、所定周期毎の励磁電流の制御目標値を記憶する制御目標値記憶手段(制御目標値記憶部4)と、所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段(コントロールパネル31a)と、励磁電流設定器1への入力に基づく励磁電流の到達目標値と制御目標値との差分を算出する比較処理と差分がある場合に該差分の正負に応じて制御目標値に対して電流変更量を加算又は減算したものを新たな制御目標値として制御目標値記憶手段に記憶する次回制御目標値算出処理とパワー回路9に該新たな制御目標値に基づく電流指令を行う電流指令処理と、を有する周期処理を前記所定周期毎に実行する周期処理制御手段(周期処理制御部33)とを備えて構成される。
(Outline of this embodiment)
As described above, the present embodiment is an
上記構成によれば、アナログ操作での入力によって、最終的に到達させたい電流の到達目標値を入力することができる。また、周期処理において、設定された電流変更量を越えない所定周期毎の制御目標値が演算され、パワー回路9に電流の指令が行われる。これにより、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。さらに、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路9へ指令する電流値は設定された所定周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネット12への励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。
According to the above configuration, it is possible to input a target value of the current that is finally desired to be reached by an analog operation input. In the cycle processing, a control target value for each predetermined cycle that does not exceed the set current change amount is calculated, and a current command is issued to the power circuit 9. As a result, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided. Furthermore, since the current value commanded to the power circuit 9 is controlled so as not to exceed the set current change amount per predetermined cycle, no matter what fluctuation is caused by the input by the analog operation, the
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源200は、周期処理の繰り返しを開始するタイミングを入力可能な周期処理開始手段(励磁ボタン34)をさらに備え、周期処理制御手段は、比較処理において、所定値(コントロールパネル31aに設定された初期設定値)に励磁電流設定器1への入力値を加算したものを到達目標値とする構成にされている。
Moreover, the
上記構成によれば、周期処理開始手段へ入力したタイミングにおいて、励磁電流を、所定値に入力値を加算した電流値を到達目標値とする周期処理を開始することができる。これにより、励磁電流に追加したい値を容易に設定でき、さらに所望のタイミングで励磁を開始させることができる。 According to the above configuration, at the timing input to the periodic process starting means, it is possible to start the periodic process in which the exciting current is a target value obtained by adding the input value to the predetermined value. As a result, a value to be added to the excitation current can be easily set, and excitation can be started at a desired timing.
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源200は、励磁中、又は、励磁完了を示す表示態様を表示する励磁状態表示手段(励磁ボタン34のLED)と、励磁ボタン34を入力したタイミングで励磁状態表示手段の表示態様を励磁中(LEDを点灯)とし、周期処理において差分がない場合に励磁状態表示手段の表示態様を励磁完了(LEDを消灯又は点滅)とする励磁状態表示制御手段(周期処理制御部33)とをさらに備えて構成されている。
In addition, the
上記構成によれば、電流指令としてパワー回路9に送信される制御目標値が所定周期毎に増減されている場合に励磁状態表示手段の表示態様は励磁中を示し、制御目標値が到達目標値となった場合に励磁状態表示手段の表示態様は励磁完了を示す。これにより、励磁状態を明確に表示することができる。 According to the above configuration, when the control target value transmitted to the power circuit 9 as the current command is increased / decreased every predetermined period, the display mode of the excitation state display means indicates that the excitation is being performed, and the control target value is the reaching target value. In this case, the display state of the excitation state display means indicates completion of excitation. Thereby, the excitation state can be clearly displayed.
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源100・200は、周期処理の繰り返しを停止する停止タイミングを入力可能な周期処理停止手段(励磁ボタン34)と、周期処理開始中、又は、周期処理停止中を示す表示態様を表示する周期処理状態表示手段(励磁ボタン34のLED)と、開始タイミングに基づき周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理開始中(LEDを点灯又は点滅)とし、停止タイミングに基づき周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理停止中(LEDを消灯)とする周期処理状態表示制御手段(周期処理制御部33)とをさらに備え、周期処理制御手段は、停止タイミングに基づき周期処理を停止する構成にされている。
In addition, the
上記構成によれば、周期処理開始手段及び周期処理停止手段により、周期処理が制御される。また、周期処理状態表示手段は、周期処理が開始されているか否かを表示することができる。これにより、周期処理が実行されており、励磁電流設定器1への入力が直ちに周期処理に反映されるか否かを明確に区別することができる。
According to the above configuration, the periodic process is controlled by the periodic process start unit and the periodic process stop unit. Further, the periodic process state display means can display whether or not the periodic process is started. Thereby, the periodic process is executed, and it can be clearly distinguished whether or not the input to the excitation
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源100・200は、パワー回路9への電流指令が示す電流値から、超電導マグネット12が発生する磁場強度値を演算するための比率を設定する比率設定手段(コントロールパネル31a)と、比率に基づいて、励磁電流設定器1への入力に基づく電流の到達目標値を、磁場強度値として表示する磁場強度表示手段(表示制御部32、表示パネル31b)とをさらに備えて構成されている。
In addition, the
上記構成によれば、超電導マグネット12への電流値と超電導マグネット12が発生する磁場強度値との比率を設定し、励磁電流設定器1への入力に基づく電流の到達目標値を磁場強度値として表示することができるようになっている。これにより、設定された比率によって算出された磁場強度を確認しながら励磁電流の設定を行うことができる。
According to the above configuration, the ratio between the current value to the
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源300は、超電導マグネット12を励磁する電流を定電流値に制御するパワー回路9を備える超電導マグネット12の励磁電源であって、アナログ操作による入力が可能な励磁電流増減器20と、所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段(コントロールパネル331a)と、励磁電流増減器20からの入力に基づく割合を電流変更量に乗算して電流増減量を算出する電流増減量算出処理と、パワー回路9に該電流増減量に基づく電流指令を行う指令処理と、を有する周期処理を所定周期毎に実行する周期処理制御手段(周期処理制御部333)とを備えて構成されている。
The
上記構成によれば、アナログ操作での入力によって、設定された電流変更量に対する割合を入力することができる。また、周期処理において、入力された割合値を電流変更量に乗算して所定周期毎の電流増減量が演算され、パワー回路9に電流の指令が行われる。これにより、所望のタイミングにおいて手動によるアナログ操作が可能であるという直感的なインタフェースを提供することができる。さらに、アナログ操作による入力が如何なる変動を伴う場合であっても、パワー回路9へ指令する電流値は設定された所定周期当たりの電流変更量を越えないように制御されるため、超電導マグネット12への励磁電流の変更に起因するクエンチを防止することができる。 According to the said structure, the ratio with respect to the set current change amount can be input by the input by analog operation. In the cycle processing, the current change amount is multiplied by the input ratio value to calculate a current increase / decrease amount for each predetermined cycle, and a current command is issued to the power circuit 9. As a result, an intuitive interface that allows manual analog operation at a desired timing can be provided. Further, the current value commanded to the power circuit 9 is controlled so as not to exceed the set current change amount per predetermined period, regardless of any fluctuation in the input by the analog operation. Quenching due to the change in the excitation current can be prevented.
また、本実施の形態の超電導マグネット12に用いる励磁電源300は、所定周期当たりの電流変更量と、該電流変更量により超電導マグネット12が発生する磁場強度の変更量との比率を設定する増減量比率設定手段(コントロールパネル331a)と、比率に基づいて、励磁電流増減器20への入力に基づく割合を、磁場強度の変更量として表示する磁場強度表示手段(表示制御部332、表示パネル31b)とをさらに備えて構成されている。
Further, the
上記構成によれば、超電導マグネット12への調整電流変更量と超電導マグネット12が発生する磁場強度の変更量との比率を設定し、励磁電流増減器20への入力に基づいて算出された電流増減量を磁場強度の変更量として表示することができるようになっている。これにより、設定された比率によって算出された磁場強度の変更量を確認しながら電流変更量に対する割合を入力することができる。
According to the above configuration, the ratio of the adjustment current change amount to the
(変形例)
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。
(Modification)
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
例えば、第1〜第3の各実施形態において、励磁電流設定器1、及び、励磁電流増減器20のいずれかを有するものであったがこれに限定されない。例えば、第1実施形態と、第2実施形態とを組み合わせるものであってもよいし、第1実施形態と、第3実施形態とを組み合わせるものであってもよいし、全てを組み合わせるものであってもよい。
For example, in each of the first to third embodiments, the excitation
また、励磁電流設定器1と、励磁電流増減器20とは、回転式のアナログ入力装置であったがこれに限定されることはない。例えば、スライド式のアナログ入力装置であってもよい。
The exciting
また、励磁電流設定器1と、励磁電流増減器20とが、可変抵抗器を有するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、励磁電流設定器1と、励磁電流増減器20とが、パルスエンコーダを有するものであってもよい。これに応じて、変換器11がカウンタを有するものにしてもよい。
Moreover, although the exciting
また、コントロールパネル31aにより各種設定を行うものであったが、PC等を接続し、所定のアプリケーションにて行うものであってもよい。
Moreover, although various settings are performed by the
また、励磁電流設定器1と、励磁電流増減器20とは、リモコン30に設けられるものであったが、これに限定されない。例えば、本体31に一体的に設けるものであってもよい。
Moreover, although the exciting
また、第3実施形態において、励磁電流増減器20の可変抵抗に残る微少信号を考慮し、±2%程度の角度に対応する抵抗値の場合は、0%として制御してもよい。これにより、ノイズによる誤動作を防止できる。
In the third embodiment, in consideration of a minute signal remaining in the variable resistance of the exciting current increasing / decreasing
また、本実施形態において、励磁電流の上昇時、及び、下降時において、同じ電流スイープレートによる制御を行っているがこれに限定されない。例えば、上昇時、及び、下降時の夫々の電流スイープレートを設定可能にされるものであってもよい。 In the present embodiment, the same current sweep rate is used for control when the exciting current is increased and decreased, but the present invention is not limited to this. For example, the current sweep rate at the time of rising and at the time of falling may be settable.
また、目標電流に関しての作業が終了し、励磁電流を消磁(0A)して磁場をゼロにするための入力装置として、別途消磁ボタンを設ける構成であってもよい。具体的に、消磁ボタンへ入力があった場合、リモコン30の励磁電流設定器1やリモコン330の励磁電流増減器20の値を無視して到達目標値を0Aとする周期処理を実行する構成であってもよい。これにより、容易に消磁を行うことができる。また、別置のリモコン30・330は必ずしも必須ではなく励磁電源100・200・300の前面等のパネル面に励磁電流設定器1、及び/又は、励磁電流増減器20があってもよい。
In addition, a configuration in which a demagnetizing button is separately provided as an input device for demagnetizing (0 A) the exciting current and setting the magnetic field to zero by completing the work on the target current. More specifically, when there is an input to the demagnetizing button, the periodic processing is executed to ignore the values of the exciting
尚、本実施形態における各構成は、ソフトウェア、又は、ハードウェアの何れかによる構成に限定されない。 In addition, each structure in this embodiment is not limited to the structure by either software or hardware.
1 励磁電流設定器
4 制御目標値記憶
5 次回制御目標値算出部
6 比較部
9 パワー回路
11 変換器
12 超電導マグネット
14 電流増減量算出部
20 励磁電流増減器
31a・331a コントロールパネル
31b 表示パネル
33・333 周期処理制御部
32・332 表示制御部
34 励磁ボタン
100・200・300 励磁電源
DESCRIPTION OF
Claims (7)
アナログ操作による入力が可能な励磁電流設定器と、
所定周期毎の前記励磁電流の制御目標値を記憶する制御目標値記憶手段と、
前記所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段と、
前記励磁電流設定器への入力に基づく励磁電流の到達目標値と前記制御目標値との差分を算出する比較処理と、前記差分がある場合に該差分の正負に応じて前記制御目標値に対して前記電流変更量を加算又は減算したものを新たな制御目標値として前記制御目標値記憶手段に記憶する次回制御目標値算出処理と、前記パワー回路に該新たな制御目標値に基づく電流指令を行う電流指令処理と、を有する周期処理を前記所定周期毎に実行する周期処理制御手段と
を備えていることを特徴とする超電導マグネットの励磁電源。 An excitation power source for a superconducting magnet equipped with a power circuit that controls the excitation current to the superconducting magnet,
Excitation current setting device that can be input by analog operation,
Control target value storage means for storing a control target value of the exciting current for each predetermined period;
Current sweep rate setting means for setting a current change amount allowed per the predetermined period;
A comparison process for calculating the difference between the excitation target value and the control target value based on the input to the excitation current setter, and if there is a difference, the control target value is determined according to whether the difference is positive or negative. Next, a control target value calculation process for storing the current change amount added or subtracted in the control target value storage means as a new control target value, and a current command based on the new control target value in the power circuit. An excitation power source for a superconducting magnet, comprising: periodic processing control means for executing periodic processing having current command processing for each predetermined cycle.
をさらに備え、
前記周期処理制御手段は、前記開始タイミングに基づき前記周期処理を開始し、前記比較処理において所定値に前記励磁電流設定器への入力値を加算したものを前記到達目標値とすることを特徴とする請求項1に記載の超電導マグネットの励磁電源。 Further comprising a periodic processing start means capable of inputting a start timing for starting the repetition of the periodic processing;
The periodic process control means starts the periodic process based on the start timing, and sets the target value to be a value obtained by adding an input value to the excitation current setter to a predetermined value in the comparison process. The exciting power supply for the superconducting magnet according to claim 1.
前記周期処理において前記差分がある場合に前記励磁状態表示手段の表示態様を励磁中とし、前記周期処理において前記差分がない場合に前記励磁状態表示手段の表示態様を励磁完了とする励磁状態表示制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の超電導マグネットの励磁電源。 Excitation state display means for displaying a display mode indicating that excitation is complete or excitation is completed,
Excitation state display control in which the display mode of the excitation state display means is being excited when there is the difference in the periodic processing, and the display mode of the excitation state display means is excitation completed when there is no difference in the periodic processing. The exciting power supply for a superconducting magnet according to claim 2, further comprising means.
周期処理開始中、又は、周期処理停止中を示す表示態様を表示する周期処理状態表示手段と、
前記開始タイミングに基づき前記周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理開始中とし、前記停止タイミングに基づき前記周期処理状態表示手段の表示態様を周期処理停止中とする周期処理状態表示制御手段と
をさらに備え、
前記周期処理制御手段は、前記停止タイミングに基づき前記周期処理を停止することを特徴とする請求項2又は3に記載の超電導マグネットの励磁電源。 Periodic processing stop means capable of inputting a stop timing for stopping the repetition of the periodic processing;
Periodic processing state display means for displaying a display mode indicating that cyclic processing is starting or cyclic processing is stopped;
Periodic processing state display control means for setting the display mode of the periodic processing state display means based on the start timing to be during periodic processing start, and setting the display mode of the periodic processing state display means to be periodic processing stopped based on the stop timing. In addition,
4. The excitation power source for a superconducting magnet according to claim 2, wherein the periodic processing control means stops the periodic processing based on the stop timing.
前記比率に基づいて、前記励磁電流設定器への入力に基づく電流の到達目標値を、前記磁場強度値として表示する磁場強度表示手段と
をさらに備える請求項1〜4の何れかに記載の超電導マグネットの励磁電源。 Ratio setting means for setting a ratio for calculating the magnetic field strength value generated by the superconducting magnet from the current value indicated by the current command to the power circuit;
The superconductivity according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a magnetic field strength display means for displaying, as the magnetic field strength value, a current reaching target value based on an input to the excitation current setting device based on the ratio. Magnet excitation power supply.
アナログ操作による入力が可能な励磁電流増減器と、
所定周期当たりに許容する電流変更量を設定する電流スイープレート設定手段と、
前記励磁電流増減器からの入力に基づく割合を前記電流変更量に乗算して電流増減量を算出する電流増減量算出処理と、前記パワー回路に該電流増減量に基づく電流指令を行う指令処理と、を有する周期処理を前記所定周期毎に実行する周期処理制御手段と
を備えていることを特徴とする超電導マグネットの励磁電源。 An excitation power source for a superconducting magnet having a power circuit that controls a current for exciting the superconducting magnet to a constant current value.
Exciting current increase / decrease unit that can be input by analog operation,
Current sweep rate setting means for setting the amount of current change allowed per predetermined period;
A current increase / decrease amount calculation process for calculating a current increase / decrease amount by multiplying the current change amount by a ratio based on an input from the excitation current increase / decrease unit; and a command process for performing a current command based on the current increase / decrease amount to the power circuit; An excitation power source for a superconducting magnet, comprising: periodic processing control means for executing periodic processing having the above-mentioned values every predetermined period.
前記比率に基づいて、前記励磁電流増減器への入力に基づく前記割合を、前記磁場強度の変更量として表示する磁場強度表示手段と
をさらに備える請求項6に記載の超電導マグネットの励磁電源の電流設定装置。 Increase / decrease amount ratio setting means for setting a ratio between the current change amount per the predetermined period and the change amount of the magnetic field intensity generated by the superconducting magnet due to the current change amount;
The current of the excitation power source for the superconducting magnet according to claim 6, further comprising: a magnetic field intensity display means for displaying the ratio based on the input to the excitation current multiplier based on the ratio as a change amount of the magnetic field intensity. Setting device.
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