キッカー電磁石励磁に伴う粒子検出器へのサージノイズの完全除去

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K04746
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 入江 吉郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (00124173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤森 寛 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 先任技師 (60391786) ; 小嶋 健児 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (60302759) ; 反保 元伸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (50630399)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 過飽和インダクタ / サージ電流の抑止 / 増分透磁率の周波数特性 / 低域フィルタの増設

Outline of Annual Research Achievements

可飽和インダクタ素材として米国CMI社フェライト（C2075）を用い、キッカー励磁に伴うサージ電流発生を抑え込む試験を行った。結果は、ほとんど抑え込めなかった。その原因は増分透磁率の周波数特性に関するデータにあると考えている。CMI社のデータシートによると、増分透磁率は80メガヘルツ付近まで一様な特性を示している。しかし、この特性は10ガウスの磁束密度のもとで得られた結果であることが、その後の調査で判明した。これに対し、我々が対象とするキッカーではPFN充電電圧が20kVのときサージに伴う磁束密度は1.6テスラにも達し、1000倍以上の開きがある。これにより周波数成分の高いサージ電流が可飽和インダクタを貫通して外部に流れ出したと考えられる。
現在、数十メガヘルツ以上のサージ電流成分をを遮断するため、T型、またはパイ型の低域フィルタを過飽和インダクタに直列に配置出来ないか検討している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

可飽和インダクタ素材として米国CMI社フェライト（C2075）を用い、キッカー励磁に伴うサージ電流発生をどこまで抑え込むことが出来るかについて、第1回目の試験が完了した。

Strategy for Future Research Activity

数十メガヘルツ以上を遮断するT型、またはパイ型の低域フィルタを用いて可飽和インダクタを貫通するサージ電流成分を抑止できないかどうか検討する。

Causes of Carryover

可飽和インダクタ設置のための既設電源改造（設計・製作）として985千円を請求した。しかし、本改造計画は科研費の申請以前にすでにスタートしていたため別予算で執行した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額と平成28年度請求した金額の合計2,138,940円の使用計画は以下の通りである。（１）低域フィルタを組み込むためのキッカー電源本体の改造：1,300千円、（２）低域フィルタの製作：639千円、（３）粒子検出器のノイズ対策強化：200千円。