(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導コイルに直流電流を供給する直流電源と、
前記超電導コイルと並列に接続され、前記超電導コイルから還流された還流電流を流すダイオードと、
前記超電導コイル及び前記ダイオードからなるループ回路と前記直流電源との間に設けられ、開指令及び閉指令を受けることにより開状態と閉状態とに切り替え可能なスイッチ素子と、
前記スイッチ素子に開指令及び閉指令を切り替え可能に出力する指令器と、
前記ループ回路に流れる電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器で検出された電流値がゼロの値を示すまで、前記指令器における閉指令の出力を禁止する電流判定器と、
を備えたことを特徴とする超電導コイルの励磁電源装置。
【請求項２】
前記電流検出器により検出した前記電流値と所定の電圧電流に維持するために指令される電流指令値とに基づいて電圧制御指令を形成する電圧指令作成回路を設け、
前記直流電源は、前記電圧制御指令により電圧制御がなされることを特徴とする請求項１に記載の超電導コイルの励磁電源装置。
【請求項３】
前記電圧指令作成回路は、前記電流検出器により検出した前記電流値と前記電流指令値との差を演算する差演算回路と、前記差演算回路からの出力値を積分して前記電圧制御指令を形成する積分回路とを含むことを特徴とする請求項２に記載の超電導コイルの励磁電源装置。
【請求項４】
前記ループ回路と前記直流電源との間に電圧を降下させるための抵抗器を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の超電導コイルの励磁電源装置。
【請求項５】
励磁時における目標とする電流目標値を設定する目標電流設定器と、
励磁時における電流の変動速度の上限値を記憶する上限値記憶装置と、
前記電流検出器により検出した前記電流値と前記目標電流設定器により設定された前記電流目標値とから求められる電流の変動速度が前記電流の変動速度の上限値を上回る場合、前記電流の変動速度の上限値を前記電流指令値として出力するスイープ制御器と、
を備えたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の超電導コイルの励磁電源装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導コイルを励磁する励磁電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超電導コイル用の励磁電源装置には、トランジスタ回路を用いたものや、レギュレータ回路を用いたものがある。前者は消磁の際にトランジスタにおいて熱消費が行われるため比較的速やかに消磁を行うことができるが、大型で高価であるという難点がある。これに対し後者は、小型で安価であるという利点があり広く利用されている。
【０００３】
このように超電導コイル用の励磁電源装置にレギュレータ回路を用いる場合、励磁時に超電導コイルに対して正電圧を提供するためのレギュレータ回路と、消磁時に負電圧を提供するための別のレギュレータ回路とを有するものが使用されている。例えば、正電圧用レギュレータ回路としてサイリスタ整流回路やスイッチングレギュレータ回路を使用し、負電圧用レギュレータ回路としてトランジスタドロッパ回路を使用したものがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３２７１７１号公報
【特許文献２】特開２００９−９８８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記超電導コイル用の励磁電源装置を構成するにあたり正電圧用レギュレータ回路及び負電圧用レギュレータ回路といった２つのレギュレータ回路を使用すると当該励磁電源装置の構成が複雑になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上述の様な状況に着目してなされたものであり、その目的は、簡易な構成によって超電導コイル用の励磁電源装置を提供することにある。
【０００７】
また、上記簡易な構成によって実現された超電導コイル用の励磁電源装置の電圧制御を実現することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するための第１の発明に係る超電導コイルの励磁電源装置は、超電導コイルに直流電流を供給する直流電源と、前記超電導コイルと並列に接続され、前記超電導コイルから還流された還流電流を流すダイオードと、前記超電導コイル及び前記ダイオードからなるループ回路と前記直流電源との間に設けられ、開指令及び閉指令を受けることにより開状態と閉状態とに切り替え可能なスイッチ素子と、前記スイッチ素子に開指令及び閉指令を切り替え可能に出力する指令器と、前記ループ回路に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器で検出された電流値がゼロの値を示すまで、前記指令器における閉指令の出力を禁止する電流判定器と、を備えたことを特徴としている。 
【０００９】
上記の構成によれば、超電導コイルを励磁するには、指令器からスイッチ素子に閉指令を出力して、直流電源から超電導コイルに電流を流し励磁する。一方、超電導コイルを消磁するには、指令器からスイッチ素子に開指令を出力して、超電導コイル及びダイオードからなるループ回路に電流を還流し減衰させて消磁する。このように、超電導コイルを励磁する直流電源と、超電導コイルを消磁するダイオードという単純な電気素子を用いることにより簡易な構成によって超電導コイルの励磁電源装置を提供することができる。
【００１１】
上記の構成によれば、電流判定器は、電流検出器がゼロの電流値を検出するまで、指令器の閉指令の出力を禁止する。これにより、ループ回路に流れる電流が完全に消磁されるまで超電導コイルの励磁を行えなくすることができ、励磁から消磁に切り替える最中に超電導コイルが励磁されることによって引き起こされる損傷を防止することができる。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明に係る超電導コイルの励磁電源装置において、前記電流検出器により検出した前記電流値と所定の電圧電流に維持するために指令される電流指令値とに基づいて電圧制御指令を形成する電圧指令作成回路を設け、前記直流電源は、前記電圧制御指令により電圧制御がなされることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、電流指令値を指令することにより、直流電源の電圧制御を自動的に行うことができる。
【００１４】
また、第３の発明は、第２の発明に係る超電導コイルの励磁電源装置において、前記電圧指令作成回路は、前記電流検出器により検出した前記電流値と前記電流指令値との差を演算する差演算回路と、前記差演算回路からの出力値を積分して前記電圧制御指令を形成する積分回路とを含むことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、差演算回路と積分回路という簡易な構成により電圧指令作成回路を作成することができる。
【００１６】
また、第４の発明は、第２又は第３の発明に係る超電導コイルの励磁電源装置において、前記ループ回路と前記直流電源との間に電圧を降下させるための抵抗器を設けたことを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、超電導コイルとダイオードとからなるループ回路と直流電源との間に電圧を降下させるための抵抗器を設けることにより、励磁時において、抵抗器による電圧降下による電流減少を利用した超電導コイルの電流制御が可能となる。
【００１８】
また、第５の発明は、第２〜第４の何れかの発明に係る超電導コイルの励磁電源装置において、励磁時における目標とする電流目標値を設定する目標電流設定器と、励磁時における電流の変動速度の上限値を記憶する上限値記憶装置と、前記電流検出器により検出した前記電流値と前記目標電流設定器により設定された前記電流目標値とから求められる電流の変動速度が前記電流の変動速度の上限値を上回る場合、前記電流の変動速度の上限値を前記電流指令値として出力するスイープ制御器と、を備えたことを特徴としている。
【００１９】
上記の構成によれば、スイープ制御器が、電流検出器により検出した電流値と目標電流設定器により設定された電流目標値とから求められる電流の変動速度が前記電流の変動速度の上限値を上回る場合、前記電流の変動速度の上限値を前記電流指令値として出力することにより、電流が急激に変化するのを抑えてより安定した超電導コイルの電流制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
簡易な構成によって超電導コイル用の励磁電源装置を提供することができる。また、上記簡易な構成によって実現された超電導コイル用の励磁電源装置の電圧制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係る電圧指令作成回路の構成図である。
【図３】変形例１に係る電圧指令作成回路の構成図である。
【図４】変形例２に係る電圧指令作成回路の構成図である。
【図５】変形例３に係る電圧指令作成回路の構成図である。
【図６】変形例４に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【図７】変形例５に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【図８】変形例６に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【図９】変形例７に係る放熱機能付ダイオード列の斜視図である。
【図１０】変形例７に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【図１１】変形例８に係る超電導コイルの励磁電源装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施形態）
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る超電導コイル２の励磁電源装置１の構成を示す図である。図２は、本実施形態に係る電圧指令作成回路１３の構成図である。
【００２３】
（励磁電源装置１の構成）
図１に示される励磁電源装置１は、超電導コイル２に接続されている。そして、励磁電源装置１は、直流電流を供給する電源３（直流電源）と、抵抗器４と、電磁開閉器５（スイッチ素子）と、１０個のダイオードを直列に接続したダイオード列６と、電磁開閉器５に開・閉指令を出力する開閉指令器７（指令器）と、電流検出器１１と、電流判定器１２と、電圧指令作成回路１３と、スイープレート制御装置１４とで主に構成されている。そして、電源３の正端子から抵抗器４、電磁開閉器５、超電導コイル２、電源３の負端子の順に接続されており、更に、ダイオード列６は超電導コイル２に対して並列に接続されている。
【００２４】
電源３には、正電圧用のスイッチングレギュレータを使用している。また、超電導コイル２は、巻枠に超電導線材を略螺旋状に巻き付けることにより構成されており、極低温（約４．２Ｋ）に冷却した状態で電流を流すことで強磁場を発生させるようになっている。また、抵抗器４は、後述する超電導コイル２とダイオード列６とからなるループ回路６ａと電源３の正端子３ｂとの間に設けられ、後述する電流制御の際に電圧を降下させる手段として使用される。
【００２５】
電磁開閉器５は、電磁開閉器５の開閉を制御する開閉指令器７と接続されている。そして、開閉指令器７は、電磁開閉器５に開指令・閉指令を出す励磁・消磁制御回路８と励磁ボタン９と消磁ボタン１０とで構成されている。これによれば、励磁ボタン９が押されると励磁・消磁制御回路８は電磁開閉器５に閉指令を出し電磁開閉器５を閉めた状態にする。また、消磁ボタン１０が押されると励磁・消磁制御回路８は電磁開閉器５に開指令を出し電磁開閉器５を開けた状態にする。なお、電流開閉器５は超電導コイル２に通電しないときに開けた状態となるノーマルオープンあるいはＡ接点と呼ばれる接点を使用するのが良い。そうすれば、電源３がOFFの時に保護回路を兼ねるダイオード列６が回路上接続され、安全である。
【００２６】
なお、スイッチ素子としては、有接点の電磁開閉器５のみならず、無接点型のFET(電界効果トランジスタ）などを用いたものでも良い。
【００２７】
１０個のダイオードを直列に接続したダイオード列６は、図１に示すように、接続点Ｎ１側をアノード、接続点Ｎ２側をカソードとなるように超電導コイル２に対して並列に接続されている。これによれば、電磁開閉器５が閉の状態で励磁された場合、電流は接続点Ｎ２からダイオード列６には流れず、超電導コイル２に全ての電流が流れ込むことになる。一方、電磁開閉器５が開の状態で消磁された場合、電流は電源３には戻らず接続点Ｎ１からダイオード列６に還流することになる。ここで、上記のように電磁開閉器５が開の状態で消磁されてダイオード列６に電流が還流した際に、電流が流れる超電導コイル２とダイオード列６とからなるルートをループ回路６ａとする。即ち、ループ回路６ａに電流を還流し減衰させて消磁させることができる。
【００２８】
電流検出器１１は、ループ回路６ａ内に設けられており、電流により発生する磁場をホール素子により検出する非接触型の検出器である。
【００２９】
電流判定器１２は、電流検出器１１及び開閉指令器７と接続されており、電流検出器１１が零の値を検出するまで、開閉指令器７の電磁開閉器５への閉指令の出力を禁止する指令を開閉指令器７に出力する。なお、電流判定器１２はコンバータなどで構成される。
【００３０】
電圧指令作成回路１３は、電流検出器１１、スイープレート制御装置１４、及び、電源３と接続されている。そして、電圧指令作成回路１３は、電流検出器１１により検出した値と、スイープレート制御装置１４から出力される電流指令値とを演算して求めた値に基づいて定電圧電流に維持するように指令する電圧制御指令を電源３に出力する。
【００３１】
電圧指令作成回路１３は、図２に示すように、入力部３１・３２と、差演算回路としてのオペアンプ３３と、抵抗器３５とコンデンサ３６により構成された積分回路３４と、出力部３７によって構成されている。オペアンプ３３は、スイープレート制御装置１４から出力された電流指令値を入力部３１より取り込み、電流検出器１１から出力された電流検出値を入力部３２より取り込む。そして、オペアンプ３３は、上記電流指令値と電流検出値とを差動演算した値を増幅して差動出力として積分回路３４に出力する。積分回路３４は、オペアンプ３３より出力された差動出力の値を抵抗器３５とコンデンサ３６の時定数で積分した値を電圧制御指令として電源３に出力する。
【００３２】
スイープレート制御装置１４は、目標電流設定器１６と、変動速度設定器３０と、上限値記憶装置１８と、スイープ制御器１５とから構成されている。目標電流設定器１６は、オペレータが都度設定し、励磁時における目標とする電流目標値を設定する役割を果たす。また、変動速度設定器３０は同じく、オペレータが都度設定し、励磁時における目標とする電流目標値に移行する変動速度を設定する役割を果たす。さらに上限値記憶装置１８は、予め励磁電源の能力や超電導マグネットの限界に応じて、入力されており、励磁時における電流の上昇する変動速度の上限値と励磁における電流の下降する変動速度の上限値とを記憶する役割を果たす。また、スイープ制御器１５は、電流検出器１１により検出した電流検出値または現在の電流指命値と目標電流設定器１６により設定された電流目標値とを比較し、電流目標値の方が大きい場合は上昇と判断し、変動速度設定器３０により設定された変動速度が上昇する変動速度の上限値上回る場合、上昇する変動速度の上限値を電流の変動速度と読み替える。一方、電流目標値の方が小さい場合は下降と判断し、変動速度設定器３０により設定された変動速度が下降する変動速度の上限値上回る場合、下降する変動速度の上限値を電流の変動速度と読み替える。また、変動速度設定器３０により設定された変動速度が上記いずれの上限値以内である場合は、変動速度設定器３０により設定された変動速度をそのまま、変動速度として利用する。目標電流設定器１６からオペレータが設定した電流目標値とこの変動速度から繰返し計算して電流指令値を出力する。
【００３３】
（励磁電源装置１の動作）
次に、図１〜図２を参照して、本実施形態に係る励磁電源装置１の動作について説明する。まず、超電導コイル２の励磁動作を説明した後に超電導コイル２の消磁動作について説明する。
【００３４】
まず、超電導コイル２を励磁するにあたり、目標電流設定器１６において、励磁時における目標とする電流目標値を設定する。また、上限値記憶装置１８において、励磁時における電流の上昇する変動速度の上限値と励磁時における電流の下降する変動速度の上限値とをそれぞれ記憶設定する。
【００３５】
次に、励磁ボタン９を押圧することにより、励磁・消磁制御回路８が電磁開閉器５に閉指令を出し電磁開閉器５を閉めた状態にする。そうすると、電源３からの電流は抵抗器４・電磁開閉器５を通り超電導コイル２に電流が流れ込むことになる。なお、このとき、電流は、接続点Ｎ２からダイオード列６には流れない。
【００３６】
次に、電流検出器１１により検出された電流検出値を励磁・消磁制御回路８、スイープ制御器１５及び電圧指令作成回路１３に出力する。
【００３７】
スイープ制御器１５は、電流検出器１１により検出した電流検出値または現在の電流指命値と目標電流設定器１６により設定された電流目標値とを比較し、電流目標値の方が大きい場合は上昇と判断し、変動速度設定器３０により設定された変動速度が上昇する変動速度の上限値上回る場合、上昇する変動速度の上限値を電流の変動速度と読み替える。一方、電流目標値の方が小さい場合は下降と判断し、変動速度設定器３０により設定された変動速度が下降する変動速度の上限値上回る場合、下降する変動速度の上限値を電流の変動速度と読み替る。そして、変動速度設定器３０により設定された変動速度が上記いずれの上限値以内である場合は、変動速度設定器３０により設定された変動速度をそのまま、変動速度として利用する。目標電流設定器１６からオペレータが設定した電流目標値とこの変動速度から繰返し計算して、電流指令値として電圧指令作成回路１３に出力する。
【００３８】
ここで、本実施形態の励磁電源装置１では、電源３は正電圧用のスイッチングレギュレータであり負電圧をかけられないため、そのかわりに電圧降下させて電流の値を下げる手段として抵抗器４を備えた構成としている。即ち、簡素な素子である抵抗器４を使用してあえてロスを起こし、負電圧を超電導コイル２に与えることで電圧制御における電圧降下を可能としている。なお、抵抗器４の抵抗値を比較的小さい値にするほうが電源３の出力を低く抑えることができるので、当該抵抗器４で発生する電圧降下を１Ｖ程度になるように抵抗器４の抵抗値を設定している。また、この電圧降下を１Ｖ程度としたのに対して電圧上昇に使用する有効電圧を６Ｖ程度にする。そうすると、電圧上昇時の電流の上昇する変動速度に比べて電圧下降時の電流の降下する変動速度は１／６に低下することになる。
【００３９】
次に、オペアンプ３３は、スイープレート制御装置１４から出力された電流指令値を入力部３１より取り込み、電流検出器１１から出力された電流検出値を入力部３２より取り込む。そして、オペアンプ３３は、電流指令値と電流検出値とを差動演算した値を増幅して差動出力として積分回路３４に出力する。そして、積分回路３４は、オペアンプ３３より出力された差動出力の値を抵抗器３５とコンデンサ３６の時定数で積分した値を電圧制御指令として電源３に出力する。
【００４０】
具体的には、「電流指令値−電流検出値」の値がプラスであれば、その値を積分して電源３の電圧入力を徐々に上昇させる。また、「電流指令値−電流検出値」の値がゼロであれば、電源３の電圧入力の増加を停止させる。また、「電流指令値−電流検出値」の値がマイナスであれば、その値を積分して電源３の電圧入力を徐々に降下させる。即ち、「電流指令値−電流検出値」の値がゼロ（電流指令値と電流検出値との値が一致するまで）になるまで電源３の電圧制御を行う。
【００４１】
以上説明したようにして超電導コイル２が励磁されることになる。次に、超電導コイル２の消磁動作について説明する。
【００４２】
消磁ボタン１０を押圧することにより、励磁・消磁制御回路８が電磁開閉器５に開指令を出し電磁開閉器５を開けた状態にする。そうすると、超電導コイル２からの電流は電源３には戻らず接続点Ｎ１からダイオード列６に還流することになる。こうすることにより、電流をループ回路６ａに還流し、ループ回路６ａを循環させることで電流を減衰させて消磁させる。
【００４３】
なお、一つのダイオードのＯＮ電圧は０．６Ｖ程度とすると、１０個のダイオードで構成されたダイオード列６全体として約６Ｖの電圧が超電導コイル２の端部２ａでプラス、端部２ｂでマイナスとして発生する。この電圧をＥ２とすれば、Ｅ２＝ＬｄＩ／ｄｔとなる。そして、Ｅ２はマイナスであるため、電流はループ回路６ａ内を循環することにより減衰する。
【００４４】
また、電流判定器１２は、電流検出器１１がゼロの値を検出するまで、開閉指令器７の電磁開閉器５への閉指令の出力を禁止する指令を開閉指令器７に出力する役割を果たす。
【００４５】
以上説明したようにして超電導コイル２が消磁されることになる。
【００４６】
上記の構成による励磁電源装置１は、超電導コイル２に直流電流を供給する電源３と、超電導コイル２と並列に接続され、超電導コイル２から還流された還流電流を流すダイオード列６と、超電導コイル２及びダイオード列６からなるループ回路６ａと電源３との間に設けられ、開指令及び閉指令を受けることにより開状態と閉状態とに切り替え可能な電磁開閉器５（スイッチ素子）と、電磁開閉器５に開指令及び閉指令を切り替え可能に出力する開閉指令器７とを備えている。この構成によれば、超電導コイル２を励磁するには、開閉指令器７から電磁開閉器５に閉指令を出力して、電源３から超電導コイル２に電流を流し励磁する。一方、超電導コイル２を消磁するには、開閉指令器７から電磁開閉器５に開指令を出力して、超電導コイル２及びダイオード列６からなるループ回路６ａに電流を還流し減衰させて消磁することができる。即ち、超電導コイル２を励磁する電源３と、超電導コイル２を消磁するダイオード列６という単純な電気素子を用いることにより簡易な構成によって超電導コイル２の励磁電源装置１を提供することができる。
【００４７】
また、励磁電源装置１は、ループ回路６ａに流れる電流を検出する電流検出器１１と、電流検出器１１で検出された電流検出値がゼロの値を示すまで、開閉指令器７における閉指令の出力を禁止する電流判定器１２とを備えている。この構成によれば、電流判定器１２は、電流検出器１１がゼロの電流検出値を検出するまで、開閉指令器７の閉指令の出力を禁止する。これにより、ループ回路６ａに流れる電流が完全に消磁されるまで超電導コイル２の励磁を行えなくすることができ、励磁から消磁に切り替える最中に超電導コイル２が励磁されることによって引き起こされる損傷を防止することができる。
【００４８】
また、励磁電源装置１では、電流検出器１１により検出した電流検出値と所定の電圧電流に維持するために指令される電流指令値とに基づいて電圧制御指令を形成する電圧指令作成回路１３を設け、電源３は、電圧制御指令により電圧制御がなされる。この構成によれば、電流指令値を指令することにより、電源３の電圧制御を自動的に行うことができる。
【００４９】
また、励磁電源装置１において、電圧指令作成回路１３は、電流検出器１１により検出した電流検出値と電流指令値との差を演算する差演算回路としてのオペアンプ３３と、オペアンプ３３からの出力値を積分して電圧制御指令を形成する積分回路３４とを含んでいる。この構成によれば、オペアンプ３３と積分回路３４という簡易な構成により電圧指令作成回路１３を作成することができる。
【００５０】
また、励磁電源装置１は、ループ回路６ａと電源３との間に電圧を降下させるための抵抗器４を設けている。この構成によれば、超電導コイル２とダイオード列６とからなるループ回路６ａと電源３との間に電圧を降下させるための抵抗器４を設けることにより、励磁時において、抵抗器４による電圧降下による電流減少を利用した超電導コイル２の電流制御が可能となる。
【００５１】
また、励磁電源装置１は、励磁時における目標とする電流目標値を設定する目標電流設定器１６と、励磁時における電流の変動速度の上限値を記憶する上限値記憶装置１８と、電流検出器１１により検出した電流検出値と目標電流設定器１６により設定された電流目標値とから求められる電流の変動速度が電流の変動速度の上限値を上回る場合、電流の変動速度の上限値を電流指令値として出力するスイープ制御器１５とを備えている。この構成によれば、スイープ制御器１５が、電流検出器１１により検出した電流検出値と目標電流設定器１６により設定された電流目標値とから求められる電流の上昇する変動速度又は下降する変動速度が、上限値記憶装置１８において設定した上昇する変動速度の上限値又は下降する変動速度の上限値を上回る場合、設定した上昇する変動速度の上限値又は下降する変動速度の上限値を電流指令値として電圧指令作成回路１３に出力することにより、電流が急激に変化するのを抑えてより安定した超電導コイル２の電流制御が可能となる。
【００５２】
（変形例）
以上、本発明の実施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に変更して実施することができるものである。
【００５３】
（変形例１）
例えば、本実施形態では、電圧指令作成回路１３を、図２に示すように、差演算回路としてのオペアンプ３３と、抵抗器３５とコンデンサ３６により構成された積分回路３４とによって構成している。しかしこれに限らず、図３に示すように、電圧指令作成回路１３をオペアンプ３３のみで構成してもよい（変形例１）。この場合、出力からのフィードバックをかける抵抗器Ｒｆがあり、Ｒｆ＝Ｒｏ２として、Ｒｉ１＝Ｒｉ２とすると、スイープレート制御装置１４からの電流指令値と電流検出器１１からの電流検出値との差を、Ｒｆ／Ｒｉ１（＝Ｒｏ２／Ｒｉ２）だけのゲインで増幅して出力される。
【００５４】
（変形例２）
また、本実施形態では、電圧指令作成回路１３を、図２に示すように、差演算回路としてのオペアンプ３３と、抵抗器３５とコンデンサ３６により構成された積分回路３４とによって構成している。しかしこれに限らず、図４に示すように、電圧指令作成回路１３において積分回路３４に代えて、「交流増幅機能付き積分器６０」に変更するのも良い。積分成分を形成するＣ１と交流増幅成分を形成するＲｆ１とを直列に配置することで「積分」＋「交流増幅」の回路を構成する。Ｒｆ１を入力抵抗と比べて1/10など1倍より小さくすることで交流増幅成分をわずかにし、積分成分と比べて補助的に作用するように回路定数を決定するようにしても良い。
【００５５】
（変形例３）
また、本実施形態では、電圧指令作成回路１３を、図２に示すように、差演算回路としてのオペアンプ３３と、抵抗器３５とコンデンサ３６により構成された積分回路３４とによって構成している。しかしこれに限らず、図５に示すように、積分回路３４に代えて、積分回路７０を用いてもよい。この積分回路７０はオペアンプで構成され、Ｃ１・Ｒ５の時定数を持つ積分を行う。そして、Ｒ６＝Ｒ５＝１０ＫΩとして、安定化のためにＲ７＝２ＭΩとしている。このように構成された積分回路７０を介した出力は、オペアンプ３３の出力とは反転しているので、全体としては、「電流指令値−電流検出値」の値にゲインをかけたものが積分させる回路となる。なお、Ｒ７は回路の安定化用であり積分回路としては本来不要、回路定数しだいでは省略するのも良い。
【００５６】
（変形例４）
また、本実施形態では、図１に示すように電流検出器１１をループ回路６ａ内に設けているが、これに限らず、図６に示すように、電流検出器１１をループ回路６ａと電源３の負端子３ａとの間に設ける構成としてもよい。
【００５７】
（変形例５）
また、本実施形態では、図１に示すように抵抗器４をループ回路６ａと電源３の正端子３ｂとの間に設けているが、これに限らず、図７に示すように、抵抗器４をループ回路６ａと電源３の負端子３ａとの間に設ける構成としてもよい。
【００５８】
（変形例６）
また、本実施形態では、図１に示すように電流検出器１１は、電流により発生する磁場をホール素子により電流検出値を検出する非接触型の検出器であるが、これに限らず、図８に示すように、シャント抵抗器１００を使用して電流検出値を検出してもよい。この場合、シャント抵抗器１００には、０．０００１Ωなどの低い抵抗値を持ったものを使用する。そして、プリアンプ１０１によって、シャント抵抗器１００の両端の電圧を計測し、ノイズをフィルタで除去して、１〜１０Ｖ程度に増幅する。例えば、励磁電源装置１に１００Ａの電流が流れれば、０．０１Ｖの電圧が発生する。そして、これを１００倍に増幅すると１００Ａの電流あたり１Ｖの電流検出値がプリアンプ１０１から出力される。なお、上記シャント抵抗器１００には、低い抵抗値を持ったものを使用しているためほとんど電圧降下を引き起こさない。
【００５９】
（変形例７）
また、本実施形態で使用したダイオード列６に代えて、図９で示す放熱機能付ダイオード列１３４を使用してもよい。この放熱機能付ダイオード列１３４は、スリット１３５ａを持つ放熱器１３５の中に５つのダイオード１３６ａ・１３６ｂ・１３６ｃ・１３６ｄ・１３６ｅからなるダイオード列１３６を備え、更に、放熱器１３５内部を冷却するファン１３７を備えている。図１０に示すように放熱機能付ダイオード列１３４は２つ直列に接続された構成で使用している。このように構成された放熱機能付ダイオード列１３４は、ファン１３７によって冷却されるが、もし電源３の電源がＯＦＦ中に超電導コイル２がクエンチ現象を起こすようなことがあればファン１３７は作動しない。そこで、超電導コイル２がクエンチ現象を起こした場合でも暫くの間ファン１３７を回すために大きな容量を持ったコンデンサ１３１を備えた構成にしている。また、電源３の電源がＯＦＦ中に電源がＯＮとなるファン電源１３０を併用している。また、ダイオード１３２及びダイオード１３３を設けることにより高い電圧を優先して供給している。
【００６０】
（変形例８）
また、本実施形態における励磁電源装置１では、図１に示すように抵抗器４を、ループ回路６ａと電源３の正端子３ｂとの間に設けた構成としている。この場合、抵抗器４における電圧降下は、流れる電流の電流値が小さくなるにつれて小さくなる。そこで、抵抗器４における電圧降下を一定にすべく、図１１に示すようにトランジスタ２０２、抵抗２０３・２０４を追加する。このように構成することにより、抵抗器４の左とトランジスタ２０２の右の電圧差を一定（例えば２Ｖ）にする回路が組める。なお、抵抗器４で電流が下がった分の電圧降下を確保する程度であればトランジスタのワット数はわずかですむ。また、電磁開閉器２０１を設け、励磁時の電流が増加するときは閉状態にしておくと電圧降下せず、電流を減らす調整をする時はこれを開状態にすると電圧が低下する。この場合、電流目標値が電流検出値より大きいときは閉状態に、小さいときは開状態に制御する。
【符号の説明】
【００６１】
１  励磁電源装置
２  超電導コイル
３  電源
４  抵抗器
５  電磁開閉器
６  ダイオード列
６ａ  ループ回路
７  開閉指令器
１１  電流検出器
１２  電流判定器
１３  電圧指令作成回路
１５  スイープ制御器
１６  目標電流設定器
１８  上限値記憶装置
３３  オペアンプ
３４  積分回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図９】
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