JPH069174B2 - Superconducting coil device - Google Patents
Superconducting coil deviceInfo
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- JPH069174B2 JPH069174B2 JP2112989A JP2112989A JPH069174B2 JP H069174 B2 JPH069174 B2 JP H069174B2 JP 2112989 A JP2112989 A JP 2112989A JP 2112989 A JP2112989 A JP 2112989A JP H069174 B2 JPH069174 B2 JP H069174B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、新規な保護装置を備えた超電導コイル装置
に関するものである。The present invention relates to a superconducting coil device equipped with a novel protective device.
第5図は文献萩原宏康編著「応用超電導」(日刊工業新
聞社刊)に示された従来の超電導コイル装置の一例を示
す回路図である。第6図はコイルにクエンチが発生した
ときの電圧,電流等の時間的変化を示す説明図であり、
(a)図はコイル電圧、(b)図は同じく電流、(c)図はクエ
ンチを検出するブリッジ回路(後述)の出力電圧(ブリ
ッジ電圧)の時間的変化を示すものである。第5図にお
いて、(1)は直流電源、(2)は直流電源(1)の負荷側に設
けられた遮断器、(2a)は遮断器(2)の引き外しコイル、
(3)は遮断器(2)を介して直流電源(1)により励磁される
超電導体のコイルであり、ほぼ同じインダクタンスを有
する第1及び第2のコイル(3a),(3b)が直列に接続され
て構成されており、第1及び第2のコイル(3a),(3b)の
接続点に一方の出力端子(4a)を設けている。(5a),(5b)
はインピーダンス素子、本例では夫々同じ値を有する抵
抗器であり、図のように各々が直列に接続された中間点
に他方の出力端子(4b)を設けたものがコイル(3)と並列
に接続されて、コイル(3a),(3b)と抵抗器(5a),(5b)と
により出力端子(4a),(4b)を有するブリッジ回路(6)を
構成している。このブリッジ回路(6)は、コイル(3a)と
(3b)がほぼ等しいインダクタンスを有するようにされて
いるので、コイル(3a),(3b)のインダクタンス分の影響
は相殺されて出力端子(4a),(4b)間の電圧(以下ブリッ
ジ電圧という)としては表れずコイル(3a)又は(3b)にク
エンチが発生するとクエンチ部の電圧がブリッジ電圧と
して表れるようにされている。(7)は電圧検出装置であ
り、増巾器(7a)と電圧リレー(7b)とで構成されてブリッ
ジ回路(6)のブリッジ電圧が所定値を越えたときに信号
を発して引き外しコイル(2a)により遮断器(2)を開放す
る。(8)はコイル(3)に並列に接続され、コイル(3)にク
エンチが発生した時にコイル(3)のエネルギをジュール
熱として消費する保護抵抗である。FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional superconducting coil device shown in "Applied Superconductivity" (published by Nikkan Kogyo Shimbun) edited by Hiroyasu Hagiwara. FIG. 6 is an explanatory diagram showing temporal changes in voltage, current, etc., when a coil is quenched.
The (a) diagram shows the coil voltage, the (b) diagram shows the same current, and the (c) diagram shows the temporal change of the output voltage (bridge voltage) of the bridge circuit (described later) for detecting the quench. In FIG. 5, (1) is a DC power supply, (2) is a circuit breaker provided on the load side of the DC power supply (1), (2a) is a trip coil of the circuit breaker (2),
(3) is a superconductor coil excited by the DC power supply (1) through the circuit breaker (2), and the first and second coils (3a) and (3b) having substantially the same inductance are connected in series. One output terminal (4a) is provided at the connection point of the first and second coils (3a) and (3b). (5a), (5b)
Is an impedance element, in the present example, resistors having the same value, and the one provided with the other output terminal (4b) at the intermediate point where each is connected in series as shown in the figure is parallel to the coil (3). Connected to each other, the coils (3a) and (3b) and the resistors (5a) and (5b) form a bridge circuit (6) having output terminals (4a) and (4b). This bridge circuit (6) and coil (3a)
Since (3b) has almost the same inductance, the effects of the inductance components of the coils (3a) and (3b) are canceled out, and the voltage between the output terminals (4a) and (4b) (hereinafter referred to as bridge voltage). ), The voltage at the quench portion appears as a bridge voltage when a quench occurs in the coil (3a) or (3b). Reference numeral (7) is a voltage detection device, which is composed of an amplifier (7a) and a voltage relay (7b) and emits a signal when the bridge voltage of the bridge circuit (6) exceeds a predetermined value to release the trip coil. The circuit breaker (2) is opened by (2a). Reference numeral (8) is a protective resistor which is connected in parallel to the coil (3) and consumes energy of the coil (3) as Joule heat when a quench occurs in the coil (3).
上記のように構成された超電導コイル装置において、例
えば、コイル(3a)の部分(A)にクエンチが発生した場合
の動作について第6図により説明する。遮断器(2)を開
成して直流電源(1)によりコイル(3)を一定の電圧E
〔V〕で励磁する(第6図(a))。コイル(3)のインダク
タンスをL〔H〕とすると、コイル電流は式E=di/dtに
従って一定の割合で増加する。例えば、インダクタンス
1〔H〕のコイル(3)に、16.7〔V〕の直流電圧を印加す
ると1000〔A/分〕(16.7〔A/s〕)の割合で第6図(b)
に示されるように電流が増加する。このときのブリッジ
電圧を第6図(c)に示すが、ブリッジ回路を構成する各
インピーダンス素子、すなわちコイル(3a),(3b)、抵抗
器(5a),(5b)の値を完全にバランスさせることは困難な
のでブリッジ回路のアンバランスが生じ、コイル(3)の
励磁中このアンバランスによる微小な残存電圧(ΔV0
〔mV〕)が存在している。ここで、時刻T1においてコイ
ル(3a)の部分(A)においてクエンチが発生し始めると、
該部分に抵抗が生じて図示のようなブリッジ電圧が発生
する。時刻T2にブリッジ電圧が所定値ΔV1〔mV〕を越
え、このΔV1〔mV〕を越えた状態が所定時間ΔT〔s〕
続いて時刻T3に至ったとき、電圧検出装置(7)が動作し
て信号を発して遮断器(2)を開放してコイル(3)の励磁を
停止する。遮断器(2)の開放によりコイル(3)の電流は第
6図(b)に示されるように急激に減少するのでコイル(3)
の電圧は第6図(a)に示されるように急激に変化して極
性が反転する。この電圧が保護抵抗(8)に印加されてコ
イル(3)に蓄えられたエネルギはジユール熱として消費
され、コイル(3)の電圧は減少して最後は零となる。In the superconducting coil device configured as described above, for example, the operation when a quench occurs in the portion (A) of the coil (3a) will be described with reference to FIG. The breaker (2) is opened and the coil (3) is driven to a constant voltage E by the DC power supply (1).
Excitation is performed at [V] (Fig. 6 (a)). When the inductance of the coil (3) is L [H], the coil current increases at a constant rate according to the equation E = di / dt. For example, when a DC voltage of 16.7 [V] is applied to a coil (3) with an inductance of 1 [H], it is 1000 [A / min] (16.7 [A / s]) at a rate of FIG. 6 (b).
The current increases as shown in. The bridge voltage at this time is shown in Fig. 6 (c), but the impedance elements of the bridge circuit, that is, coils (3a), (3b), resistors (5a), (5b) are perfectly balanced. Since it is difficult to cause this, an imbalance of the bridge circuit occurs, and during excitation of the coil (3), a minute residual voltage (ΔV0
[MV]) is present. Here, when the quench starts to occur in the portion (A) of the coil (3a) at time T1,
A resistance is generated in this portion and a bridge voltage as shown is generated. At time T2, the bridge voltage exceeds the predetermined value ΔV1 [mV], and the state where it exceeds this ΔV1 [mV] is the predetermined time ΔT [s].
Then, at time T3, the voltage detection device (7) operates to emit a signal to open the circuit breaker (2) and stop the excitation of the coil (3). When the circuit breaker (2) is opened, the current in the coil (3) sharply decreases as shown in Fig. 6 (b), so the coil (3)
The voltage changes rapidly as shown in FIG. 6 (a) and the polarity is inverted. This voltage is applied to the protective resistor (8) and the energy stored in the coil (3) is consumed as Juille heat, and the voltage of the coil (3) decreases and finally becomes zero.
なお、上記従来例において、コイル(3a),(3b)のクエン
チの検出にブリッジ回路(6)を使用しているのはコイル
(3a),(3b)に発生する微小なクエンチ部の電圧を感度良
く検出して早期にコイル(3)のエネルギを外部に放出す
るためであり、安定性の良いコイルにおいてはクエンチ
時の発生電圧が小さいので特に必要性の高いものであ
る。なお、図示していないが電源側にはある程度のイン
ピーダンスが存在し、クエンチが発生するとコイルの電
圧が変化するので上記のようなブリッジ回路(6)を用い
ないでこの変化を検出して保護することも可能である。
コイルの励磁電圧常時重畳されているので検出感度が低
いが、密巻きコイルのようにクエンチ後即座に大きな電
圧が発生する場合などに用いられる。In the above conventional example, the bridge circuit (6) is used to detect the quench of the coils (3a) and (3b).
This is because the voltage of the minute quench part generated in (3a) and (3b) is detected with high sensitivity to release the energy of the coil (3) to the outside at an early stage. Since the voltage is small, it is particularly necessary. Although not shown, there is some impedance on the power supply side, and the voltage of the coil changes when a quench occurs, so this change is detected and protected without using the bridge circuit (6) as described above. It is also possible.
Since the excitation voltage of the coil is always superimposed, the detection sensitivity is low, but it is used when a large voltage is generated immediately after quenching, as in a tightly wound coil.
従来の超電導コイル装置は上記のように構成されている
ので、第5図の直流電源(1)の代りにサイリスタなどの
スイッチ素子を使用した直流チョッパ回路を使用したパ
ルス励磁方式によりコイルを励磁する場合、ブリッジ回
路(6)には、上述のようにアンバランスによる残存電圧
が存在しているので、コイルが正常であつてもこの残存
電圧が周期的に大きなブリッジ電圧として表われ、コイ
ルのクエンチ発生を感度良く検出することは困難であ
る。この場合のコイル電圧,電流,ブリッジ電圧の変化
を示す説明図である第7図により、具体的に説明する。
コイル(3)には(a)図に示されるように周期的にパルス状
電圧E1〔V〕が印加され、コイル(3)の電流は(b)図に示
されるように電圧E1を印加するごとに増加して行く。一
方、ブリッジ電圧として第7図(c)に示される如くパル
ス状電圧E1〔V〕が印加されたときの残存電圧ΔV3〔m
V〕が周期的に発生している。この場合の直流チョッパ
回路のオン時間比を10%とすると第6図の従来例で連続
的に励磁する場合に相当するパルス状電圧は10倍とな
り、残存電圧ΔV3〔mV〕は従来の残存電圧ΔV0〔mV〕に
対して10倍となつている。従って、この残存電圧ΔV3
〔mV〕で動作しないように電圧検出装置(7)の動作設定
値をこの分だけバイアスされた高い値にしなければなら
ない。この場合、第5図に示されるコイル(3a)の部分
(A)にクエンチが発生すると第7図(d)に示されるような
ブリッジ電圧が発生する(第7図は第6図より時間軸を
拡大している)が、電圧検出装置(7)の設定値は上記理
由により残存電圧ΔV3〔mV〕分バイアスされているの
で、せつかくブリッジ回路(6)を使つたにもかかわらず
クエンチの検出感度が低くなつてしまうという問題点が
あった。Since the conventional superconducting coil device is configured as described above, the coil is excited by a pulse excitation method using a DC chopper circuit using a switching element such as a thyristor in place of the DC power source (1) in FIG. In this case, since the residual voltage due to the imbalance exists in the bridge circuit (6) as described above, even when the coil is normal, this residual voltage appears as a large bridge voltage periodically, and the coil quench. It is difficult to detect the occurrence with high sensitivity. This will be specifically described with reference to FIG. 7, which is an explanatory diagram showing changes in the coil voltage, the current, and the bridge voltage in this case.
A pulsed voltage E1 [V] is periodically applied to the coil (3) as shown in Fig. (A), and a current of the coil (3) is applied with voltage E1 as shown in Fig. (B). It increases every time. On the other hand, as shown in FIG. 7 (c), the residual voltage ΔV3 [m] when the pulse voltage E1 [V] is applied as the bridge voltage
V] is generated periodically. If the on-time ratio of the DC chopper circuit in this case is 10%, the pulse voltage corresponding to continuous excitation in the conventional example of FIG. 6 is 10 times, and the residual voltage ΔV3 [mV] is the conventional residual voltage. It is 10 times that of ΔV0 [mV]. Therefore, this residual voltage ΔV3
The operation setting value of the voltage detection device (7) must be a high value biased by this amount so as not to operate at [mV]. In this case, the part of the coil (3a) shown in FIG.
When a quench occurs in (A), a bridge voltage as shown in FIG. 7 (d) is generated (in FIG. 7, the time axis is expanded from FIG. 6). Since the set value is biased by the residual voltage ΔV3 [mV] for the above reason, there is a problem that the quench detection sensitivity becomes low even though the bridge circuit (6) is used.
さらに、コイルのクエンチの検出をブリッジ回路を用い
ないでコイルの電圧の変化を検出する方式の場合は、上
述のパルス状電圧T1〔V〕がブリッジ回路の残存電圧と
してではなく直接重畳されるのでさらに検出感度が低下
し、有効な保護ができないので、この方式を採用するこ
とができなかった。この発明は上記のような問題点を解
消するためになされたもので、コイルの励磁電圧の大小
に左右されず感度が良く確実にコイルのクエンチを検出
して保護できる保護装置を備えた超電導コイル装置を得
ることを目的とする。また、クエンチ部の電圧の検出に
ブリッジ回路を用いてもブリッジ回路のアンバランスが
検出感度を低下させないようにされた感度の良い保護装
置を有する超電導コイル装置を得ることを目的とする。Further, in the case of the method of detecting the change of the voltage of the coil without using the bridge circuit to detect the quench of the coil, the above-mentioned pulse voltage T1 [V] is directly superimposed, not as the residual voltage of the bridge circuit. Further, this method cannot be adopted because the detection sensitivity is lowered and effective protection cannot be performed. The present invention has been made to solve the above problems, and is a superconducting coil equipped with a protection device that is sensitive to the quenching voltage of the coil and can surely detect and protect the quench of the coil without being influenced by the magnitude of the exciting voltage of the coil. The purpose is to obtain the device. Another object of the present invention is to obtain a superconducting coil device having a protective device with high sensitivity, which prevents the unbalance of the bridge circuit from deteriorating the detection sensitivity even if the bridge circuit is used for detecting the voltage of the quench portion.
この発明における超電導コイル装置は、直流チョッパ回
路により超電導体のコイルを励磁し、この直流チョッパ
回路の開閉と同期して上記直流チョッパ回路が開のとき
上記コイルの電圧を検出する電圧検出手段及びこの電圧
検出手段の検出電圧に基づき動作して上記超電導体のコ
イルの励磁を停止する保護手段を設けたものである。A superconducting coil device according to the present invention excites a coil of a superconductor by a direct current chopper circuit, and a voltage detecting means for detecting the voltage of the coil when the direct current chopper circuit is opened in synchronization with the opening and closing of the direct current chopper circuit. The protection means is provided which operates based on the detection voltage of the voltage detection means to stop the excitation of the coil of the superconductor.
また、上記コイルをインピーダンス素子として含み上記
コイルのクエンチを電圧として出力するようになされた
ブリッジ回路を用い、上記直流チョッパ回路の開閉と同
期して上記直流チョッパ回路が開のとき上記ブリッジ回
路の上記電圧を検出する電圧検出手段及びこの電圧検出
手段の検出電圧に基づき動作して上記超電導体のコイル
の励磁を停止する保護手段を設けたものである。Further, using a bridge circuit including the coil as an impedance element to output the quench of the coil as a voltage, when the DC chopper circuit is opened in synchronization with the opening and closing of the DC chopper circuit, the bridge circuit A voltage detecting means for detecting a voltage and a protecting means for operating on the basis of the detected voltage of the voltage detecting means to stop the excitation of the coil of the superconductor are provided.
この発明における電圧検出手段は、直流チョッパ回路が
開のときのコイルの電圧を検出するので、上記コイルの
励磁中の電圧の値の影響が上記検出値に表われず、直流
電圧の大小に左右されず感度の良いクエンチの検出が可
能である。また、クエンチ部の電圧の検出に用いられる
ブリッジ回路のアンバランスが電圧検出手段の検出値に
表われないのでブリッジ回路を用いて高感度にクエンチ
の検出が可能である。Since the voltage detecting means in the present invention detects the voltage of the coil when the DC chopper circuit is open, the influence of the value of the voltage during excitation of the coil does not appear in the detected value, and the magnitude of the DC voltage varies depending on the magnitude of the DC voltage. Therefore, quench can be detected with high sensitivity. Further, since the unbalance of the bridge circuit used for detecting the voltage of the quench portion does not appear in the detection value of the voltage detecting means, the quench can be detected with high sensitivity by using the bridge circuit.
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において、(2)〜(8)は第5図の従来装置と同様である
ので説明を省略する。(11)は一定電圧を供給する直流電
源、(12)はこの直流電源(11)に接続され所定周期で回路
を開閉する直流チョッパ回路、(13)は直流チョッパ回路
(12)から同期信号を受けて直流チョッパ回路が開のとき
にブリッジ回路(6)のブリッジ電圧を検出する電圧検出
手段で本例ではゲートを開いたときのみブリッジ電圧を
取り出すサンプリング回路(13a)と増巾器(13b)とで構成
されている。(14)は電圧検出手段(13)の検出電圧に基づ
き動作して遮断器(2)を開放してコイル(3)の励磁を停止
する保護手段であり、本例では電圧検出手段(13)の検出
電圧すなわちサンプリング電圧が所定値を越える回数を
計数するカウンタ(14a)とこのカウンタ(14a)の計数値が
所定値を越えたとき動作して遮断器(2)へ開放信号を発
する引き外し信号回路(14b)により構成されている。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention,
In the figure, (2) to (8) are the same as those of the conventional apparatus shown in FIG. (11) is a DC power supply that supplies a constant voltage, (12) is a DC chopper circuit that is connected to this DC power supply (11) to open and close the circuit at a predetermined cycle, and (13) is a DC chopper circuit.
A sampling circuit (13a) that extracts the bridge voltage only when the gate is opened in this example by the voltage detection means that detects the bridge voltage of the bridge circuit (6) when the DC chopper circuit is opened by receiving the synchronization signal from (12). And an amplifier (13b). (14) is a protection means that operates based on the detection voltage of the voltage detection means (13) to open the circuit breaker (2) and stop the excitation of the coil (3) .In this example, the voltage detection means (13) The counter (14a) that counts the number of times the detection voltage, that is, the sampling voltage, exceeds the specified value, and operates when the count value of this counter (14a) exceeds the specified value and issues an open signal to the circuit breaker (2). It is composed of a signal circuit (14b).
次に、動作について説明する。第2図はコイル(3a)の部
分(A)にクエンチが発生したときの電圧,電流等の変化
を示す説明図である。(a)図に示されらるようにコイル
(3)は直流チョッパ回路の開閉により周期的にパルス状
電圧E1により励磁される。コイル(3)の電流はパルス状
電圧E1が印加されるごとに(b)図に示されるように増加
して行く。電圧検出手段(13)は直流チョッパ回路(12)と
同期してパルス状電圧E1が印加されていないときにサン
プリング回路(13a)のゲートを開いてブリッジ電圧を取
り出し、増巾器(13b)により増巾してサンプリング電圧
としてカウンタ(14a)へ出力する。従って時刻T1におい
てコイル(3a)の部分(A)にクエンチが発生してクエンチ
部の電圧が時間とともに増大する場合、サンプリング電
圧は(c)図に示されるように変化し、設定電圧ΔV1を越
えるごとに(d)図に示されるようにカウンタ(14a)が計数
する。このカウンタ(14a)の計数値が所定値を越えたと
きに、引き外し信号回路(14b)が動作して遮断器(2)へ開
放信号を発して遮断器(2)を開放してコイル(3)の励磁を
停止する。このとき、コイル(3)に蓄えられているエネ
ルギは第5図の従来例と同様、保護抵抗(8)により消費
される。なお、上記でカウンタ(14a)が所定値計数した
後に引き外し信号回路(14a)が動作するようにしている
のは、ノイズによりカウンタ(14a)が誤カウントした場
合に誤って直ちに遮断器(2)を開放しないようにするた
めである。Next, the operation will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing changes in voltage, current, etc., when a quench occurs in the portion (A) of the coil (3a). (a) Coil as shown in the figure
(3) is periodically excited by the pulsed voltage E1 by opening and closing the DC chopper circuit. The current in the coil (3) increases as shown in Fig. (B) every time the pulsed voltage E1 is applied. The voltage detection means (13) opens the gate of the sampling circuit (13a) to extract the bridge voltage when the pulsed voltage E1 is not applied in synchronization with the DC chopper circuit (12), and uses the amplifier (13b) to extract the bridge voltage. It is amplified and output as a sampling voltage to the counter (14a). Therefore, at time T1, when quenching occurs in the coil (3a) portion (A) and the voltage at the quenching portion increases with time, the sampling voltage changes as shown in (c) and exceeds the set voltage ΔV1. Each time, the counter (14a) counts as shown in FIG. When the count value of this counter (14a) exceeds a predetermined value, the trip signal circuit (14b) operates and issues an open signal to the circuit breaker (2) to open the circuit breaker (2) to open the coil ( Stop the excitation in 3). At this time, the energy stored in the coil (3) is consumed by the protective resistance (8) as in the conventional example shown in FIG. In the above, the trip signal circuit (14a) operates after the counter (14a) has counted a predetermined value, because when the counter (14a) miscounts due to noise, the circuit breaker (2 ) Is not released.
第3図はこの発明の他の実施例を示すブロック図であ
り、クエンチ部の電圧の検出にブリッジ回路を用いずに
コイル(3)の電圧を直接検出するものである。図におい
て、(23)は直流チョッパ(12)から同期信号を受けて直流
チョッパ回路(12)が開のときにコイル(3)の電圧を検出
する電圧検出手段であり、ゲートを開いたときにコイル
(3)の電圧を取り出すサンプリング回路(23a)と増巾器(2
3a)とで構成されている。(24)は電圧検出手段(23)の検
出電圧に基づき動作して遮断器(2)を開放してコイル(3)
の励磁を停止する保護手段で、本例では積分回路(24a)
と電圧リレー(24b)とで構成されている。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, in which the voltage of the coil (3) is directly detected without using a bridge circuit to detect the voltage of the quench section. In the figure, (23) is a voltage detecting means for detecting the voltage of the coil (3) when the DC chopper circuit (12) is opened by receiving a synchronizing signal from the DC chopper (12), and when the gate is opened. coil
The sampling circuit (23a) for extracting the voltage of (3) and the amplifier (2
3a) and. (24) operates based on the voltage detected by the voltage detection means (23) to open the circuit breaker (2) to open the coil (3)
Is a protection means to stop the excitation of the
And a voltage relay (24b).
次にこの実施例の動作について説明する。第4図はコイ
ルにクエンチが発生した場合の電圧,電流等の変化を示
す説明図であり、コイル(3)に加えられる電圧及び電流
については第2図(a),(b)と同様である。サンプリング
回路(23a)により直流チョッパ回路(12)が開のときにゲ
ートを開いてコイル(3)の電圧を取り出し増巾器(23b)に
より増巾してサンプリング電圧として出力する。このサ
ンプリング電圧は例えば時刻T1においてコイル(3a)の部
分(A)にクエンチが発生して時間とともに増大する場合
(c)図に示されるように変化する。このサンプリング電
圧を積分回路(24a)により積分して出力し、所定値ΔV4
〔V〕になつたときに電圧リレー(24b)が動作して遮断器
(2)を開放する。Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in voltage, current, etc. when the coil is quenched, and the voltage and current applied to the coil (3) are the same as those in FIGS. 2 (a) and (b). is there. When the DC chopper circuit (12) is opened by the sampling circuit (23a), the gate is opened and the voltage of the coil (3) is taken out and amplified by the amplifier (23b) and output as the sampling voltage. If this sampling voltage increases with time due to the occurrence of a quench in part (A) of the coil (3a) at time T1,
(c) Changes as shown in the figure. This sampling voltage is integrated by the integration circuit (24a) and output, and the predetermined value ΔV4
When it reaches [V], the voltage relay (24b) operates and the circuit breaker
Open (2).
なお、第1図の実施例においては、コイル(3)を2個の
コイル(3a),(3b)により構成して1組のブリッジ回路
(6),電圧検出手段(13),保護手段(14)で行うものを示
したが、コイル(3)をさらに多くのコイルに区分して複
数組のブリッジ回路,電圧検出手段,保護手段を設けて
保護するようにしても同様の効果を奏する。In the embodiment shown in FIG. 1, the coil (3) is composed of two coils (3a) and (3b) to form a set of bridge circuits.
Although (6), the voltage detecting means (13) and the protecting means (14) are shown, the coil (3) is divided into a larger number of coils, and a plurality of sets of bridge circuits, voltage detecting means and protecting means are provided. Even if it is provided and protected, the same effect can be obtained.
また、第3図の実施例においても、例えばコイル(3)を
構成するコイル(3a),(3b)ごとに電圧検出手段(23),保
護手段(24)を設けても良い。なお、保護手段(14),(24)
の動作により遮断器(2)を開放せず、直流電源(11)側で
励磁を停止してもよい。この場合、遮断器(2)を省略す
ることもできる。Also in the embodiment shown in FIG. 3, for example, the voltage detecting means (23) and the protecting means (24) may be provided for each of the coils (3a), (3b) constituting the coil (3). Protective measures (14), (24)
It is also possible to stop the excitation on the DC power supply (11) side without opening the circuit breaker (2) by the operation of. In this case, the breaker (2) can be omitted.
又、電圧検出手段(13),(23)のための同期信号を直流チ
ョッパ回路(12)から受信してサンプリングを行うものに
ついて示したが、コイル(3)又はこれを構成するコイル
(3a),(3b)等の電圧を検出して励磁電圧の有無を判断し
てサンプリングを行っても良いし、サンプリング時間の
巾は任意に設定して良い。なお、直流チョッパ回路の開
閉時間比の調整法はパルス幅変調,パルス周波数変調い
ずれでも良く、さらに時間的に規則性を有しない開閉で
あつてもこの発明を適用できるし、電圧検出手段,保護
手段の構成はこの発明の目的を損なわない範囲で任意に
選んで良い。Further, although the synchronous signal for the voltage detecting means (13) and (23) is received from the DC chopper circuit (12) to perform sampling, the coil (3) or the coil constituting the coil (3) is shown.
Sampling may be performed by detecting the voltages of (3a) and (3b) and determining the presence or absence of the excitation voltage, and the width of the sampling time may be set arbitrarily. The method of adjusting the opening / closing time ratio of the DC chopper circuit may be either pulse width modulation or pulse frequency modulation, and the present invention can be applied to opening / closing that does not have regularity in time. The structure of the means may be arbitrarily selected within a range that does not impair the object of the present invention.
以上のように、この発明によれば直流チョッパ回路によ
り超電導体のコイルを励磁し、この直流チョッパ回路の
開閉と同期して直流チョッパ回路が開のときに上記コイ
ルの電圧を検出するようにしたので、励磁電圧の大きさ
の影響を受けず、感度の高いクエンチの検出が可能とな
り、早期に確実な保護ができる。As described above, according to the present invention, the coil of the superconductor is excited by the DC chopper circuit, and the voltage of the coil is detected when the DC chopper circuit is opened in synchronization with the opening and closing of the DC chopper circuit. Therefore, quench can be detected with high sensitivity without being affected by the magnitude of the excitation voltage, and reliable protection can be achieved at an early stage.
従って、コイルのクエンチ部の電圧の検出にブリッジ回
路を用いなくとも充分に高い感度でクエンチを検出で
き、この場合、コイルの中間部にブリッジ回路を構成す
るための出力端子を設けなくて良いので、クエンチ発生
時にこの出力端子に異常電圧が発生してコイルを焼損す
る虞れもなくなる。Therefore, the quench can be detected with sufficiently high sensitivity without using a bridge circuit for detecting the voltage of the quench portion of the coil, and in this case, it is not necessary to provide an output terminal for configuring the bridge circuit in the middle portion of the coil. In addition, there is no possibility that an abnormal voltage will be generated at the output terminal when the quench occurs and the coil will be burned.
また、クエンチ部の電圧の検出にブリッジ回路を用いた
場合にブリッジ回路を構成するインピーダンス素子の値
のアンバランスに対処するために保護手段の動作値を高
くすることを要せず、感度の良いクエンチの検出が可能
となる。Further, when the bridge circuit is used to detect the voltage of the quench section, it is not necessary to increase the operating value of the protection means in order to cope with the imbalance of the values of the impedance elements that form the bridge circuit, and the sensitivity is good. Quench can be detected.
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
はコイルにクエンチが発生したときの電圧,電流等の変
化を示す説明図、第3図はこの発明の他の実施例を示す
ブロック図、第4図はクエンチが発生したときの電圧,
電流等の変化を示す説明図、第5図は従来の超電導コイ
ル装置の一例を示す回路図、第6図はクエンチが発生し
たときの電圧,電流等の変化を示す説明図、第7図は直
流チョッパ回路により超電導体のコイルを励磁した場合
の電圧,電流等の変化を示す説明図である。 図において、(3)は超電導体のコイル、(3a),(3b)は第
1及び第2のコイル、(6)はブリッジ回路、(12)は直流
チョッパ回路、(13),(23)は電圧検出手段、(14),(24)
は保護手段である。 なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing changes in voltage, current, etc. when a coil is quenched, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. The block diagram shown in Fig. 4 is the voltage when a quench occurs,
FIG. 5 is an explanatory diagram showing changes in current, etc., FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a conventional superconducting coil device, FIG. 6 is an explanatory diagram showing changes in voltage, current, etc. when a quench occurs, and FIG. It is explanatory drawing which shows the change of a voltage, a current, etc., when a coil of a superconductor is excited by a DC chopper circuit. In the figure, (3) is a superconductor coil, (3a) and (3b) are first and second coils, (6) is a bridge circuit, (12) is a direct current chopper circuit, and (13) and (23). Is voltage detection means, (14), (24)
Is a safeguard. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
フロントページの続き (72)発明者 豊田 勝義 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2 号 三菱電機株式会社神戸製作所内 (72)発明者 細川 靖彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2 号 三菱電機株式会社制御製作所内 (72)発明者 土岐 直寛 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2 号 三菱電機株式会社制御製作所内Front page continued (72) Inventor Katsuyoshi Toyota 1-2-2 Wadazaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Kobe Works (72) Inventor Yasuhiko Hosokawa 1 Wadazaki-cho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo 1-2, Mitsubishi Electric Co., Ltd. Control Works (72) Inventor Naohiro Toki 1-2-2, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Co., Ltd.
Claims (2)
に接続されて励磁される超電導体のコイル、上記直流チ
ョッパ回路の開閉と同期して上記直流チョッパ回路が開
のとき上記コイルの電圧を検出する電圧検出手段及びこ
の電圧検出手段の検出電圧に基づき動作して上記励磁を
停止する保護手段を備えた超電導コイル装置。1. A DC chopper circuit, a coil of a superconductor connected to the DC chopper circuit to be excited, and a voltage of the coil is detected when the DC chopper circuit is opened in synchronization with opening and closing of the DC chopper circuit. A superconducting coil device comprising voltage detection means and protection means that operates based on the voltage detected by the voltage detection means to stop the excitation.
に接続されて励磁される超電導体のコイル、上記コイル
をインピーダンス素子として含み上記コイルのクエンチ
を電圧として出力するようにされたブリッジ回路、上記
直流チョッパ回路の開閉と同期して上記直流チョッパ回
路が開のとき上記ブリッジ回路の上記電圧を検出する電
圧検出手段及びこの電圧検出手段の検出電圧に基づき動
作して上記励磁を停止する保護手段を備えた超電導コイ
ル装置。2. A direct current chopper circuit, a coil of a superconductor connected to the direct current chopper circuit to be excited, a bridge circuit including the coil as an impedance element and configured to output the quench of the coil as a voltage, the direct current. It is provided with a voltage detecting means for detecting the voltage of the bridge circuit when the DC chopper circuit is opened in synchronization with the opening and closing of the chopper circuit, and a protection means for operating based on the detected voltage of the voltage detecting means to stop the excitation. Superconducting coil device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112989A JPH069174B2 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Superconducting coil device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112989A JPH069174B2 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Superconducting coil device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202004A JPH02202004A (en) | 1990-08-10 |
| JPH069174B2 true JPH069174B2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=12046278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2112989A Expired - Lifetime JPH069174B2 (en) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | Superconducting coil device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069174B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8405410B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-03-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Detection apparatus and method for superconducting coil quench |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8134368B2 (en) | 2006-11-10 | 2012-03-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Detecting quench in a magnetic resonance examination system |
| JP6310221B2 (en) * | 2013-09-30 | 2018-04-11 | 株式会社前川製作所 | Passive quench detection method for superconducting magnets |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2112989A patent/JPH069174B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8405410B2 (en) | 2008-11-12 | 2013-03-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Detection apparatus and method for superconducting coil quench |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02202004A (en) | 1990-08-10 |
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