報告書番号

W92016

タイトル（和文）

交流プラズマの安定化手法－パルス重畳手法に関する基礎的検討－

タイトル（英文）

STABILIZATION OF AC ARC PLASMA -BASIC INVESTIGATION OF ADDING PULSE TO ZERO CURRENT-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

交流プラズマの安定化手法の一つとして，パルスを電流零点に重畳する手法に関する基礎的検討を行なった。今回は，第１ステップとして，２００Ａの非移行形プラズマを対象として，電流零点における電流変化率と電流零時間との関係を実験的に調べた。なお，重畳したパルスは，電流０～３０Ａ，立ち上がり・立ち下がり時間２ミューｓ，パルス幅４００ミューｓである。（１）パルスを重畳しない（電流変化率：０．０８Ａ／ミューｓ）ときは，電流零時間は１０～１００ミューｓであった。（２）重畳するパルス電流を大きくして電流変化率を１５Ａ／ミューｓ程度に高めると，電流零時間は０．２ミューｓ程度に大幅に短くでき，プラズマの安定性が高まることが分かった。（３）実験回路の過渡解析を行なった結果，パルスの重畳によって過渡回復電圧が急激に上昇するために電流零時間が短くなることが定量的に明らかになった。

概要 （英文）

AC ARC PLASMA IS UNSTABLE AT ZERO CURRENT. THIS UNSTABLENESS IS A PROBLEM IN AC PLASMA TORCHES. THERE ARE SEVERAL METHODS OF STABILIZING AC ARC PLASMA. WE INVESTIGATED THE METHOD OF ADDING A PULSE TO EACH ZERO CURRENT POINT. THE METHOD CAUSES THE CURRENT TOPASS QUICKLY THROUGH THE ZERO POINT AND STABILIZES THE ARC PLASMA. A BASIC EXPERIMENTAL INVESTIGATION WAS CARRIEND OUT. AS A RESULT,THE RELATIONSHIP BETWEEN THE CURRENT GRADINET BEFORE THE ZERO CURRENT(DI/DT)AND THE CURRENT ZERO DURATION TIME(TZ)WAS CLARIFIED. THE AC ARC PLASMA WAS IN THE NON-TRANSFERRED MODE AND THE CURRENT WAS 200 ARMS. THE PULSE CURRENT WAS 0-30 A,AND THE PULSE RISE/FALL TIME WAS 2 MU US,WITH A PULSE WIDTH OF 400 MU S. THE MAIN RESULTS ARE AS FOLLOWS:(1)WITH NO PULSE ADDITION(DI/DT:0.08 A/MU S),TZ WAS 10-100 MU S AND THE ARC PLASMA WAS UNSTABLE.(2)WITH ADDITION OF A PULSE TO EACH ZERO CURRENT POINT,INCREASING DI/DT TO 15 A/MU S SHORTENED TZ TO 0.2 MU S AND THE ARC PLASMA WAS STABLE. (3)TRANSIENT ANALYSIS OF THE EXPERIMENTAL CIRCUIT WAS PERFORMED. ADDING A PULSE TO EACH ZERO CURRENT POINT CAUSES THE TRANSIENT RECOVERY VOLTAGE TO RISE RAPIDLYAND SHORTENS TZ DRAMATICALLY.

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