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JPS6353682B2 - - Google Patents
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JPS6353682B2 - - Google Patents

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JPS6353682B2
JPS6353682B2 JP58196452A JP19645283A JPS6353682B2 JP S6353682 B2 JPS6353682 B2 JP S6353682B2 JP 58196452 A JP58196452 A JP 58196452A JP 19645283 A JP19645283 A JP 19645283A JP S6353682 B2 JPS6353682 B2 JP S6353682B2
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JP
Japan
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superconducting
superconducting coil
current
current switch
diode circuit
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JP58196452A
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Tadatoshi Yamada
Shunji Yamamoto
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/006Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
    • H01F6/008Electric circuit arrangements for energising superconductive electromagnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明は超電導装置の保護装置、特に永久電
流運転中の超電導破壊から永久電流スイツチを保
護する装置に関するものである。
従来技術 従来この種の超電導装置として第1図に示すも
のがあつた。図において、1は超電導コイル、2
は永久電流スイツチ、3は保護装置に当る保護抵
抗、4は永久電流スイツチ超電導体、5はヒー
タ、6は熱絶縁物、7は励磁電源、8はヒータ電
源である。また、ISは励磁電源7の出力電流、
Icpilは超電導コイル1の励磁電流を示している。
超電導コイル1に対し永久電流スイツチ2と保護
抵抗3が並列接続されており、超電導コイル1は
励磁電源7により励磁されるようになつている。
また、永久電流スイツチ2は、永久電流スイツチ
超電導体4とこれを加熱するためのヒータ5およ
びこの両者を冷媒(通常、液体ヘリウムが用いら
れる)から断熱するための熱絶縁物6よりなつて
おり、ヒータ5はヒータ電源8により加熱される
ようになつている。超電導コイル1および永久電
流スイツチ2が全体として冷媒により冷却される
ようになつていることはいうまでもない。
超電導コイル1を励磁する場合には、先ず、ヒ
ータ5により永久電流スイツチ超電導体4を加温
し超電導破壊を起こさせて常電導状態におく。こ
の状態における超電導装置の等価回路は第2図に
示すものとなる。図中γPは保護抵抗3の抵抗値、
RNは永久電流スイツチ超電導体4の常電導状態
における抵抗値、そしてLは超電導コイル1の自
己インダクタンスの値を示している。また、IS
励磁電源7の出力電流、Icpilは超電導コイル1の
励磁電流を示している。このような状態で励磁電
流7よりの出力電流ISを一定速度で増加させてゆ
くと、励磁電源7の出力電流ISと超電導コイル1
の励磁電流Icpilは第3図に示すように変化する。
第3図中IOPは超電導コイル1の運転電流を示す。
このとき、励磁電流Icpilの過渡現象を決定する時
定数τは、超電導コイル1の自己インダクタンス
L、保護抵抗γP、永久電流スイツチ超電導体4の
常電導抵抗RNより τ=L/γP・RN/γP+RN ……(1) として求められ、また、超電導コイル1の励磁が
定常状態になつたときの出力電流ISと励磁電流
Icpilの差は、 IS―Icpil =L・dIcpil/dt/γP+L・dIcpil/dt/RN……(
2) で与えられ、このとき、右辺第1項は保護抵抗3
に分流している電流、第2項は永久電流スイツチ
超電導体4に分流している電流をそれぞれ表わし
ている。出力電流ISが運転電流IOPに達したら、電
流増加を止め、時定数τよりも十分に長い時間お
いてから、永久電流スイツチ2の加温用のヒータ
5の電流を遮断する。永久電流スイツチ超電導体
4は冷媒により冷却されてやがて超電導状態に至
る。この状態では、超電導コイル1に運転電流
IOPが流れており、超電導コイル1の両端が超電
導状態の永久電流スイツチ超電導体4に短絡され
ている状態となつている。従つてここで励磁電源
7の出力電流を減少させれば、超電導コイル1は
運転電流IOPで永久電流運転されることになる。
また、この過程を逆にたどれば、超電導コイル1
は消磁されることになる。
ところで、上記の超電導装置においては、超電
導体4は熱絶縁物6によつて冷媒から熱的に絶縁
状態になつているので冷却されにくい状態にあ
り、また、常電導抵抗値RNを大にするために通
常超電導体4にクラツドされている低抵抗の安定
化銅が超電導体4からはとりのぞかれていること
などから、超電導体4は超電導的に不安定である
ので、超電導破壊に対して保護されていなければ
ならない。そこで上記超電導装置においては、保
護装置である保護抵抗3がその保護作用をするよ
うになつている。そして、超電導体4の超電導破
壊時の許容通電電流をiOとすると、保護抵抗値γP
は、 γP≦iO/IOP―iO・RN ……(3) で決定されるが、通常、IOP≫iOなので、 γP≪RN ……(4) であればよい。この関係を(1)式に適用すると、超
電導コイル1の励磁電流Icpilの時定数は、 τL/γP ……(5) となり、超電導体4の常電導抵抗RNで決まる時
定数(L/RN)より十分に長くなる。また(2)式
より、励磁中に超電導体4に分流する電流に比べ
て保護抵抗3に分流する電流が十分大となり励磁
電源7の出力電流ISと超電導コイル1の励磁電流
Icpilの間の差が大となる。このような状況は消磁
中でも同様である。
以上の説明から容易に理解されるように、従来
方式による超電導装置の永久電流スイツチの保護
装置においては、超電導コイルの励磁電流の過渡
現象の時定数が長くなり、超電導コイルの励磁に
要する時間が増加すること、また、励磁電源の出
力電流と超電導コイルの励磁電流の間の差が大と
なり、超電導コイル電流の制御がやりにく々なる
ことなどの問題があつた。
発明の概要 この発明は、上記した従来方式による保護装置
の問題点を解決する新規な方式による保護装置を
提供するものである。すなわち、この発明によれ
ば、永久電流スイツチに従来の保護抵抗に代えて
ダイオード回路を並列接続し、このダイオード回
路を極低温領域に設置することにより、永久電流
スイツチの超電導破壊による損傷を防止すると共
に、超電導コイルの励磁電流の過渡現象の時定数
を短かくできるので超電導コイルの励磁に要する
時間を減少せしめることができ、更に、励磁電源
の出力電流と超電導コイルの励磁電流間の差も小
さくできるので制御の容易さも確保できるもので
ある。
発明の実施例 以下、この発明を実施例により詳述する。第4
図は、この発明による保護装置を用いた超電導装
置の回路図であり、これは、第1図に示した従来
装置の保護抵抗3に代えてダイオード回路9を永
久電流スイツチ2に並列接続したものである。そ
の他の部分は第1図と同じである。このダイオー
ド回路9は図示のように2個のダイオードDが逆
並列対をなしており、また超電導コイル1、永久
電流スイツチ2と共に極低温域に設置されてい
る。
これらダイオードの働きを理解しやすくするた
めに、まずダイオードの特性につき説明すると、
ダイオードの常温における電流電圧特性は第5図
に示すとおりである。ターンオンする順方向電圧
であるターンオン電圧Vt1は通常1V以下である。
超電導コイル1の励磁電圧(又は消磁電圧)Ve
は1V以上になる場合が多い。従つて、第4図の
ように接続したダイオード回路9を常温で使用す
ると、励磁電圧Veによりターンオンしてしまい
超電導コイル1の励磁ができなくなる。ところ
が、ダイオードを極低温に冷却すると、その電流
電圧特性が第6図に示すように変化する。すなわ
ち、極低温におけるダイオードのターンオン電圧
Vt2は数Vにもなる。例えば、100A用のダイオー
ドではターンオン電圧Vt2が約4Vを示した。そし
てダイオードの順方向電圧がVt2を越えると、ダ
イオード電流が流れ始め、電流増加につれて順方
向電圧降下は小さくなることを示している。この
ようなダイオードを逆並列対にしたときの電流電
圧特性は第7図の如くなる。これらの特性から明
らかなように、超電導コイル1の励磁電圧Veよ
りダイオード回路9のターンオフ電圧Vt(この場
合はVt=Vt2を大きくすれば、すなわち Vt>Ve ……(6) の条件を満足するようにしておけば、超電導コイ
ル1の励磁電流ISの方向に無関係にダイオード回
路9の電気抵抗はほヾ無限大である。従つて、超
電導コイル1の励磁電流ISの過渡現象の時定数τ
は超電導コイル1のインダクタンスLと永久電流
スイツチ2の超電導体4常電導抵抗RNのみで決
定されることになり τ=L/RN ……(7) となる。この値は、従来方式の保護装置における
時定数(式(4),(5)参照)に比べて十分に小さくな
つている。
ダイオード回路9のターンオン電圧Vtは数V
であるので超電導コイル1の励磁には一般に十分
であるが、励磁電圧Veを更に高くすることが望
まれる場合には、ダイオードDを複数個直列接続
したダイオード群を逆並列接続してダイオード回
路9を構成し、等価的にターンオン電圧を高めて
やればよい。
また、超電導コイル1の励磁が定常状態になつ
た時の励磁電源7の出力電流ISと超電導コイル1
の励磁電流Icpilの差は、(2)式でγPを無限大にすれ
ば求められ、 IS―Icpil=L・dIcpil/dt/RN ……(8) となる。この値は保護抵抗を使用した従来方式に
よる保護装置における電流差に比べて十分に小さ
いので(式(2),(4)参照)、超電導コイル電流の制
御は容易となる。
また、保護機能についてみると、永久電流スイ
ツチ2に超電導破壊が生じた場合でも Vt<IOP・RN ……(9) の条件が満足されるように、ダイオード回路9の
ターンオン電圧Vtを選んでやれば永久電流スイ
ツチ2の損傷は防止される。すなわち、永久電流
スイツチ2に超電導破壊が生ずるとその電圧
IOP・RNがダイオード回路9のターンオン電圧Vt
を超え、ダイオード回路9がターンオンされるの
で永久電流スイツチ2を流れている電流はダイオ
ード回路9にバイパスされることになり、永久電
流スイツチ2の損傷は防止される。このとき、超
電導コイル電流の減衰時間が十分長いような場合
でも VtiO・RN ……(10) の条件を満たすようにしておけば、永久電流スイ
ツチ2の損傷は生じない。
なお、上記実施例では、ダイオード回路9はダ
イオードDを逆並列に接続したものを用いている
が、超電導コイル1の電流方向が常に一方向に決
められている場合には、ダイオード回路9は逆並
列対のダイオードを用いる必要がないことは勿論
で、その場合には、1つのダイオードを超電導コ
イル電流に対して順方向接続すれば、つまり超電
導コイル1の励磁時の陽極端子側にそのダイオー
ドのカソード側を、陰極端子側にアノード側を接
続すればよい。
発明の効果 以上、詳述したように、この発明によれば永久
電流スイツチにダイオード回路を並列接続し、ダ
イオード回路のターンオン電圧を超電導コイルの
励磁電圧よりも高く選定しているので、超電導コ
イル電流の過渡現象の時定数を短かくでき、また
超電導コイルの励磁に要する時間を減少せしめる
ことができるのであり、更に、励磁電源の出力電
流と超電導コイルの励磁電流の間の差を小さくで
きるので、超電導コイル電流の制御の容易性を確
保できるものであり、保護機能については、ダイ
オード回路のターンオン電圧Vtを永久電流スイ
ツチ超電導体の常電導抵抗RNと常電導許容通電
電流iOの積よりも小さく選定しているので、永久
電流スイツチをその超電導破壊による損傷から保
護できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来方式による超電導装置の回路
図、第2図は、第1図に示した回路の常電導状態
における等価回路図、第3図は、第1図に示す超
電導装置における励磁電源の出力電流および超電
導コイルの励磁電流の変化を示す図、第4図は、
この発明による超電導装置の回路図、第5図は、
この発明による保護装置に用いるダイオードの常
温における電流電圧特性を示す図、第6図は、こ
の発明による保護装置に用いるダイオードの極低
温における電流電圧特性を示す図、そして、第7
図は、第4図に示した逆並列対のダイオードの極
低温における電流電圧特性を示す図である。 1……超電導コイル、2……永久電流スイツ
チ、4……永久電流スイツチ超電導体、5……ヒ
ータ、6……熱絶縁物、7……励磁電源、8……
ヒータ電源、9……ダイオード回路、D……ダイ
オード。なお、各図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 超電導コイルに永久電流スイツチが並列接続
    された超電導装置において、前記超電導コイルお
    よび永久電流スイツチにダイオード回路を並列接
    続すると共にこのダイオード回路を前記超電導コ
    イルおよび永久電流スイツチと共に極低温域に設
    置し、前記ダイオード回路のターンオン電圧Vt
    と前記超電導コイルの励磁電圧もしくは消磁電圧
    Ve、並びに前記永久電流スイツチの永久電流ス
    イツチ超電導体の発生電圧IOP・RNおよびiO・RN
    の間に Vt>Ve Vt<IOP・RN VtiO・RN 但し、RN:永久電流スイツチの永久電流スイ
    ツチ超電導体の常電導抵抗、 IOP:超電導コイルの運転電流、 iO:永久電流スイツチの永久電流スイツチ超電
    導体の超電導破壊時の許容通電電流、 の関係が同時に満足されるようにしたことを特徴
    とする超電導装置の保護装置。 2 ダイオード回路が超電導コイル電流に対して
    順方向接続された1つのダイオードからなる特許
    請求の範囲第1項記載の超電導装置の保護装置。 3 ダイオード回路が逆並列接続された1対のダ
    イオードからなる特許請求の範囲第1項記載の超
    電導装置の保護装置。 4 ダイオード回路が超電導コイル電流に対して
    それぞれ順方向に直列に接続された所望の数のダ
    イオードからなる特許請求の範囲第1項記載の超
    電導装置の保護装置。 5 ダイオード回路が所望の数の逆並列接続され
    た1対のダイオードからなる逆並列対を有し、前
    記所望の数の逆並列対が直列に接続されてなる特
    許請求の範囲第1項記載の超電導装置の保護装
    置。 6 ダイオード回路が所望の数のダイオードが同
    一方向に直列接続されている2組のダイオード群
    を有し、前記ダイオード群が互に逆並列接続され
    てなる特許請求の範囲第1項記載の超電導装置の
    保護装置。
JP58196452A 1983-10-19 1983-10-19 超電導装置の保護装置 Granted JPS6086808A (ja)

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DE (2) DE3490474T (ja)
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5216568A (en) * 1988-09-08 1993-06-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Superconducting magnet device
FR2636477A1 (fr) * 1988-09-12 1990-03-16 Alsthom Gec Limiteur de courant cryogenique
DE4441575C2 (de) * 1994-11-22 1998-08-06 Bruker Analytische Messtechnik Vorrichtung und Verfahren zum schnellen Entladen einer supraleitenden Magnetspule
US8384504B2 (en) * 2006-01-06 2013-02-26 Quantum Design International, Inc. Superconducting quick switch
KR101649291B1 (ko) * 2014-10-20 2016-08-18 고려대학교 산학협력단 부분 절연 권선을 이용한 초전도 코일 및 초전도 코일의 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3474294A (en) * 1966-04-19 1969-10-21 Varian Associates Superconductive magnet protected by forward and backward conducting diode pairs
JPS4814158B1 (ja) * 1968-08-31 1973-05-04
JPS6117264Y2 (ja) * 1977-07-13 1986-05-27

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Publication number Publication date
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GB2158309B (en) 1987-02-11
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WO1985001829A1 (fr) 1985-04-25
DE3490474C2 (ja) 1989-10-05
GB2158309A (en) 1985-11-06
DE3490474T (de) 1985-11-28

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