| 研究課題/領域番号 |
15K04746
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
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)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 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 / 低域通過フィルタ / ノイズ周波数の変化 / キッカーパルス本体に起因するノイズ |
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| 研究実績の概要 |
昨年度（平成27年度）は過飽和インダクタを用いてキッカー電磁石励磁に伴うサージノイズの除去試験を行ったが期待する結果は得られなかった。その理由は昨年度の報告書に記載した通りである。そこで、今年度は非線形フェライト素材を用いない通常のパイ型低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）を用いてサージ電流成分を電源内部に閉じ込める試験を行った。このローパスフィルタのカットオフ周波数は8メガヘルツでサージ成分のブロックを目的とする。試験の結果、有用な知見が得られた。キッカーパルス波形からスパイク状反射波はほぼ除去できた。しかし、キッカー電磁石付近に置かれる粒子検出器へのノイズはほとんど軽減されず、その悪影響は改善されなかった。原因として以下の点が明らかになった。
（１）本研究を計画した時点では、粒子検出器に現れるノイズ周波数成分は8~10メガヘルツに分布していた。しかし、今回の実験ではノイズ周波数は2メガヘルツ付近に分布しており、ノイズ環境に変化が生じている。
（２）この2メガヘルツという周波数はキッカー電流のサージ成分に起因するものではなく、約1マイクロ秒のハルス幅を持つキッカーパルス本体に由来する周波数である。それ故当然のことながらローパスフィルタの通過域に含まれるべき周波数であり、ブロックすることは出来ない。
今後の研究では、何故ノイズ周波数に変化が生じたか、また、この2メガヘルツ近傍のノイズが粒子検出器に到達するのを抑える方策の研究を進める。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に予定していた低域通過フィルタを用いた試験を遂行した。ただ、キッカー電磁石付近に設置された粒子検出器のノイズ環境が変化しており、ノイズはキッカーパルス本体に起因する2メガヘルツの周波数が主成分になっている。現在このノイズは除去出来ていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
ローパスフィルタを用いた平成28年度の試験では、キッカー電磁石の電流波形について測定プローブの接触不良により精度良いデータが取れなかった等の不十分な点があった。今後この点を修正して再測定を行う。得られた波形は昨年度の過飽和インダクタを用いたときの電流波形と詳細に比較する。また、粒子検出器に現れるノイズ信号の周波数が8メガヘルツから2メガヘルツへ何故変化したかの原因を究明すると同時に、この2メガヘルツのノイズを効果的に減衰させる方法について研究する。
なお、昨年度の実験において「過飽和インダクタはサージ電流をブロック出来ない」ことが判明したので、交付申請書の研究計画に記載された「可変ギャップを持つ過飽和インダクタの製作」、及び「過飽和インダクタに対する直流バイアス磁場の重畳実験」は行わない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成27年度の実験で、過飽和インダクタはキッカー電磁石が発生する高磁束密度下ではその周波数特性が極端に悪化し、サージ電流をほとんどブロック出来ないことが判明した。その結果、ノイズ除去の方策を過飽和インダクタを用いる方法から低域通過フィルタを用いる方法に変更した。これにより、当初の研究計画にある「可変ギャップをもつ過飽和インダクタの製作」及び「過飽和インダクタに対する直流バイアス磁場の重畳実験」の必要が無くなったので、これらに係る費用が次年度へ持ち越しとなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成28年度に行った実験の不具合箇所を修正し再実験を行うための経費に充てる。また、粒子検出器へのノイズを除去するためのバイパスコンデンサー、電磁シールド材などの購入費用に充てる。
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