CN110634641A - 工业级通用超导磁体系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业级通用超导磁体系统，包含了工业用超导磁体励磁/退磁、运行状态监测、电网故障磁场保持、失超检测及保护等运行所需要的各个功能部件，系统集成化程度高，运行维护简单，提供电网故障短时暂停供电超导磁体磁场维持功能，为超导磁体提供主动失超检测及被动失超保护等双重失超保护功能，保证超导磁体的安全运行，满足工业化超导磁体安全运行的要求。高度集成化的超导磁体电源为工业用超导磁体的广泛运用提供了有利的保障。

Description

工业级通用超导磁体系统

技术领域

本发明涉及一种工业级通用超导磁体系统。

背景技术

自从1911年人们发现超导电性以来，随着低温制冷技术和实用超导材料的不断发展，超导体的应用得到了迅速的发展。超导体的应用主要体现在强电应用、弱电应用和抗磁性应用方面。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能、医疗设备等；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。其应用领域除了由政府投入的基础科学研究等，其余民用市场得以广泛应用的强电应用产品大都基于超导磁体的设计及开发。

超导磁体系统涉及超导、真空、低温制冷、低温容器、电源及控制等多学科技术。超导磁体在完成超导线圈、低温杜瓦(含真空隔热层)、制冷系统等设计、加工、组装、集成、调试后，通常需要配备电源、制冷机、监控系统等以满足超导磁体的励磁、退磁、运行监测、失超保护等的安全运行要求。常规的运行及保障设备一般采用独立运行的恒流源、励磁主回路、监控器、失超监测装置等，各设备运行状态及检测参数不能统一协调，不利于超导磁体的智能化运行管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业级通用超导磁体系统。

为解决上述问题，本发明提供一种工业级通用超导磁体系统，包括：集成电源系统100、超导磁体系统200、及由所述超导磁体系统200内部引出到所述集成电源系统100的监测信号及电压信号，其中，

所述集成电源系统100包括：互相连接的恒流源及控制模块110和主回路模块120；

超导磁体系统200包括：超导线圈210、被动失超保护模块220、超导开关模块230、传感器组240、高温超导电流引线250和低温制冷机260；

所述恒流源及控制模块110包括：电源控制器模块111、监控模块112和分别与所述电源控制器模块111、监控模块112连接的恒流源模块113；

所述电源控制器模块111分别与超导线圈210、高温超导电流引线250、超导开关模块230的加热器控制线、退磁回路122连接；

所述监控模块112与超导磁体系统200连接；

主回路模块120包括：电网故障续流回路121、退磁回路122、主回路开关123；

主回路模块120中的主回路开关123通过集成电源系统100内部的铜母排以及外部的电缆线将恒流源模块113与超导线圈210串联连接，为超导线圈210提供电流回路；

主回路模块120中的电网故障续流回路121、退磁回路122分别与恒流源模块113以及超导线圈210并联连接。

进一步的，在上述系统中，所述电源控制器模块111包含人机界面以进行电流设置、状态显示，用于接收从超导线圈210和高温超导电流引线250引出的电压信号310以及超导开关模块230的加热器控制线，以实时检测超导线圈210的失超电压，并通过可编程控制器对恒流源及控制模块110、退磁回路122内部运行状态参数进行输入输出运算处理，采集集成电源系统100的输出电压及电流值与失超保护电压及电流阈值进行实时比较，按照设定的运行及保护逻辑对超导磁体运行及保护进行控制，同时提供远程数据传输接口以实现远程控制及显示。

进一步的，在上述系统中，所述监控模块112接收超导磁体系统200的低温容器内部的温度、压力、液位传感器信号320在人机界面显示，对于液氦浸泡式冷却的超导磁体，通过控制液氦中布置的加热器加热功率以维持低温容器内部压力维持在微正压的范围内，以防止空气被吸入低温容器内部结冰；

进一步的，在上述系统中，所述恒流源模块113采用脉冲宽度调制H桥恒流源，以恒流模式为超导磁体提供所需的工作电流。

进一步的，在上述系统中，所述电网故障续流回路121在集成电源系统100的控制器模块111检测到电网供电出现短时间中断时，即检测到电源供电输入电压幅值降低至80％，分断主回路开关123中的开关K1/K2，同时闭合电网故障续流回路121中的开关K3，超导线圈210中的电流在续流回路中极其缓慢地衰减，维持超导线圈的磁场，电流维持时间td应大于1s，当电网故障时间超过维持时间td后任然没有恢复正常，则由控制器模块111发出控制信号分断电网故障续流回路121中开关K3，超导线圈210内的电流通过退磁回路122退除电流，退磁回路122内的二极管组的正向导通电压VF小于被动失超保护模块220内二极管组的正向导通电压，防止超导线圈210在退磁过程中触发被动失超保护模块220内的二极管组，超导线圈210在正常运行结束后也通过退磁回路122退除电流。

进一步的，在上述系统中，所述超导线圈210位于低温容器内部，使用液氦浸泡方式或者氦制冷机传导方式冷却；

所述低温制冷机260提供液氦零蒸发再冷凝或者传导冷却的制冷量，低温制冷机260的远程控制信号连接到电源控制器模块111，以实现远程启动/停止的控制。

进一步的，在上述系统中，所述被动失超保护模块220由正反向串并联的二极管组组成，当超导线圈210出现失超，并且阻性电压超过被动失超保护模块220的二极管组的导通电压VF后，触发二极管组导通，与超导线圈210形成放电回路，快速移除超导线圈210内部的储能，对超导线圈210进行失超保护。

进一步的，在上述系统中，所述电源控制器模块111通过实时检测恒流源模块113的输出电压及输出电流，在检测到超导线圈210出现的失超电压后，通过分断主回路开关123，闭合退磁回路122中的开关K4，与超导线圈210形成放电回路，快速退除超导线圈210中的电流，移除储存的能量，对超导线圈210进行失超保护；

而对于使用所述超导开关模块230闭环运行的超导磁体系统，恒流运行过程中的超导线圈210出现失超时仅通过被动失超保护模块220的放电回路进行退电流失超保护。

进一步的，在上述系统中，对于长时间运行的超导磁体，在超导磁体系统200低温容器内部的超导线圈210两端并联超导开关模块230，超导开关模块230内部的加热器通过电压信号310接入控制器模块111对超导开关进行通断控制，以实现超导线圈210的励磁或退磁以及闭环运行切换。

进一步的，在上述系统中，所述高温超导电流引线250为可插拔式的二元高温超导电流引线。

与现有技术相比，本发明的工业级通用超导磁体系统包含了工业用超导磁体励磁/退磁、运行状态监测、电网故障磁场保持、失超检测及保护等运行所需要的各个功能部件，系统集成化程度高，运行维护简单，提供电网故障短时暂停供电超导磁体磁场维持功能，为超导磁体提供主动失超检测及被动失超保护等双重失超保护功能，保证超导磁体的安全运行，满足工业化超导磁体安全运行的要求。高度集成化的超导磁体电源为工业用超导磁体的广泛运用提供了有利的保障。

附图说明

图1是本发明一实施例的工业级通用超导磁体系统的模块图；

其中，100-集成电源系统，110-恒流源及控制模块，120-主回路，111-控制器模块，112-监控模块，113-恒流源模块，121-电网故障续流回路，122-退磁回路，123-主回路开关，200-超导磁体系统，210-超导线圈，220-被动失超保护模块，230-超导开关模块，240-传感器组，250-二元高温超导电流引线，260-低温制冷机，310-电压信号，320-传感器信号。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

由于没有阻性损耗以及强磁场的特性，工业化超导磁体产品日益成熟，使用量也越来越大。在超导磁体运行的过程中，将面临以下几个问题。

(1)超导磁体由于超导材料的特殊性，运行在严格的低温环境，由于其在稳定运行过程中会受到各种扰动而发生失超，严重的情况下磁体内部的因失超而导致的局部过热可能引起过大的热应力或者烧毁绝缘，对磁体造成不可恢复的损坏，因此必须对超导线圈进行失超保护，以保证超导磁体的安全。

(2)超导磁体的失超保护主要目标是防止失超引起的磁体内部局部过热和过电压。失超保护方法可分为的主动保护和被动保护两类。被动失超保护没有失超检测电路，通过自身的电压启动保护，保护电路简单，失效风险低，一般超导磁体均应设置被动保护装置，可靠保护超导磁体。但是由于被动失超保护一般保护阈值较高，不能及时移除磁体中的能量，在超导磁体失超后容易造成较高的热点温度，对超导材料及绝缘等造成损伤。因此，对于带电源运行的超导磁体，电源系统应包含主动失超判断功能，主动失超判断的保护阈值明显低于被动失超保护阈值，可以及时有效的对超导磁体进行失超保护。主动失超判据来源包括超导线圈端电压以及电源输出电压，两种电压判断模式综合使用可以有效的减小失超误判的风险，提高失超保护的时效性和可靠性。

(3)超导磁体在励磁及退磁过程中，由于电流的变化，超导线圈本身会产生交流损耗，进而发热，容易导致磁体失超。因而超导磁体的励磁和退磁速率必须可以调节，以减小电流变化过程中的发热，防止超导磁体发生失超。

(4)超导磁体运行过程的物理参数，例如电压、温度、压力、液氦液位(液氦浸泡式磁体)等进行监测，以保证超导磁体的安全运行状态，在监测参数出现异常时电源系统发出报警信号，及时处理，以防止超导磁体失超。

(5)对于需要带电源运行的超导磁体系统，由于电网波动或者电网断电，将会导致电源输出电流突降，此时超导磁体内部电流在外部短路或者开路的情况下将受到不同的影响，严重的情况下由于大电感超导线圈之间的相互耦合将导致磁体失超，因此需要采取措施以维持或者正常退出电网供电异常情况下的超导磁体电流。

对于批量使用的工业超导磁体系统，需要使用智能化、集成化的通用超导磁体电源系统，以实现对超导磁体安全运行的集成管理。

工业级通用超导磁体系统是一台集成式智能控制电源，电源通过电缆与超导磁体电流引线连接，为超导磁体提供稳定的运行电流并进行安全连锁保护，同时接收监控器采集的超导磁体状态参量及低温制冷机系统压缩机状态参量，并通过远程控制进行数字量/模拟量通讯实现远程监测、控制及保护。

超导磁体系统运行模式主要包括：1)正常运行，2)电网故障，3)失超保护等三种模式。

(1)正常运行

励磁过程中电源额定输出电压Uo包含主回路阻性电压UR以及超导线圈在励磁过程中的感应电压UL。线圈感应电压UL为电流变化率乘以线圈电感，电流变化率的选取应使得UR+UL＜Uo；同时，选取的电流变化率在线圈中产生的交流损耗发热导致线圈的温升小于1K，一般可选取0.1A/s，当电流接近额定运行电流时，可降低电流变化率以减小交流损耗发热，从而降低超导线圈失超的风险。

超导磁体退磁，即线圈中电流衰减的过程，电流衰减变化率由退磁回路中二极管组的正向导通电压VF决定，VF电压值等于退磁回路阻性电压UR以及超导线圈在励磁过程中的感应电压UL，选择不同的二极管串联数量，改变二极管组的导通电压VF以实现超导线圈不同的退磁速率，正常的电流衰减速率约为0.1A/s。

(2)电网故障

当电源系统电网供电出现短时间中断时，即检测到电源供电输入电压幅值降低至80％，电源系统通过续流回路保持超导线圈中的电流，维持超导线圈的磁场；当超过设定的维持时间td后电网供电未能恢复，电源系统控制超导线圈进入退磁模式。我国配电网故障清除时间一般为0.1～1.0s，因此，电流维持时间td应大于1s以等待电网供电恢复正常，电源系统恢复电流输出，超导线圈切入主回路供电并恢复到故障前运行电流。

a)电网供电故障时间＜td

超导磁体电流在电网故障续流回路中缓慢衰减。td内电网电压恢复正常后，超导磁体通过主回路恢复正常运行，电源系统恢复故障时的电流输出。

b)电网供电故障时间＞td

超导磁体通过退磁回路中二极管组进入退磁模式。

(3)失超保护

超导磁体采用内部被动失超保护和外部主动监测失超保护相结合的方式，一方面提高超导线圈失超检测的及时性，另一方面后备被动失超保护回路可以有效降低主动失超保护检测电路失效的风险。被动失超保护由于没有失超检测电路，通过自身电压启动保护，其保护方式简单，使用方便，失效风险较低。但是由于保护电压较高，失超保护及时性不高，同时超导线圈储存的能量大部分释放于其内部，线圈温升较高，且无法与电源系统形成联动控制。而主动失超保护可以利用电源系统的检测电路，实时检测超导线圈电压信号，可以快速、准确地检测出超导线圈失超信号，由外部卸能回路移除超导磁体内部的能量。但是由于主动失超检测依赖于传感器及外部电路，存在失效的风险，因此需要与被动失超保护方式联合使用。

被动失超保护回路由在低温容器内超导线圈两端并联的二极管组实现，低温环境中二极管组的正向导通电压VF高于超导线圈正常励磁和退磁时在线圈两端产生的感应电压UL，即VF＞UL，防止二极管组在超导线圈励磁或者退磁过程中导通而产生分流而发热。超导线圈的主动失超检测由通用电源实现，电源系统在运行过程中实时监测电源系统输出电压、输出电流以及超导线圈的端电压。

设置主动失超检测的失超保护电压阈值Vp，例如1V，该电压远低于被动失超保护回路二极管组低温环境中的正向导通电压VF，因而可以提前检测到超导线圈发生失超，从而尽快停止电源输出电流，切换超导磁体进入失超放电模式，移除线圈内部的储能，降低超导线圈内部的最高热点温度。在超导线圈励磁阶段电源检测的输出电压UO＝Ldi/dt+UR+VP，其中L为超导线圈电感，UR为主回路电阻产生的压降。当电源通过输出电压检测值计算得到超导线圈失超电压达到失超保护电压阈值Vp后，即判定超导线圈出现失超。

为了防止干扰信号或者电压传感器失效导致的失超电压误判，主动失超检测除了输出电压检测判断之外，还通过检测电源输出电流值。在励磁或者恒流阶段，当由于超导线圈出现失超段而电阻瞬时增加，输出电压随即上升达到电源输出电压最大值，而后将导致电源输出电流快速降低。

电源主动失超检测检测到失超保护电压Vp达到设定值，例如1V，同时输出电流下降达到设定值时，例如1A，即判定超导线圈出现失超，电源系统停止电流输出，线圈通过内部被动保护二极管组或者外部二极管组回路退电流，移除线圈内部的储能。

如图1所示，本发明提供一种工业级通用超导磁体系统，包括：集成电源系统100、超导磁体系统200、及由所述超导磁体系统200内部引出到所述集成电源系统100的监测信号及电压信号，其中，

所述集成电源系统100包括：互相连接的恒流源及控制模块110和主回路模块120；

超导磁体系统200是工业用超导磁体的主体部分，包括超导线圈210、被动失超保护模块220、超导开关模块230、传感器组240、二元高温超导电流引线250和低温制冷机260；

所述恒流源及控制模块110包括：电源控制器模块111、监控模块112和分别与所述电源控制器模块111、监控模块112连接的恒流源模块113；

所述电源控制器模块111分别与超导线圈210、高温超导电流引线250、超导开关模块230的加热器控制线、退磁回路122连接；

所述监控模块112与超导磁体系统200连接；

主回路模块120包括：电网故障续流回路121、退磁回路122、主回路开关123；

主回路模块120中的主回路开关123通过集成电源系统100内部的铜母排以及外部的电缆线将恒流源模块113与超导线圈210串联连接，为超导线圈210提供电流回路；

主回路模块120中的电网故障续流回路121、退磁回路122分别与恒流源模块113以及超导线圈210并联连接；

优选的，所述电源控制器模块111包含人机界面以进行电流设置、状态显示等，接收从超导线圈210和高温超导电流引线250引出的电压信号310以及超导开关模块230的加热器控制线，以实时检测超导线圈210的失超电压，并通过可编程控制器对恒流源及控制模块110、退磁回路122内部运行状态参数进行输入输出运算处理，采集集成电源系统100的输出电压及电流值与失超保护电压及电流阈值进行实时比较，按照设定的运行及保护逻辑对超导磁体运行及保护进行控制，同时提供远程数据传输接口以实现远程控制及显示；

优选的，监控模块112接收超导磁体系统200的低温容器内部的温度、压力、液位传感器信号320在人机界面显示，对于液氦浸泡式冷却的超导磁体，通过控制液氦中布置的加热器加热功率以维持低温容器内部压力维持在微正压的范围内，以防止空气被吸入低温容器内部结冰；

优选的，恒流源模块113采用脉冲宽度调制H桥恒流源，以恒流模式为超导磁体提供所需的工作电流。

优选的，所述电网故障续流回路121在集成电源系统100的控制器模块111检测到电网供电出现短时间中断时，即检测到电源供电输入电压幅值降低至80％，分断主回路开关123中的开关K1/K2，同时闭合电网故障续流回路121中的开关K3，超导线圈210中的电流在续流回路中极其缓慢地衰减，维持超导线圈的磁场，电流维持时间td应大于1s，当电网故障时间超过维持时间td后任然没有恢复正常，则由控制器模块111发出控制信号分断电网故障续流回路121中开关K3，超导线圈210内的电流通过退磁回路122退除电流。退磁回路122内的二极管组的正向导通电压VF应小于被动失超保护模块220内二极管组的正向导通电压，防止超导线圈210在退磁过程中触发被动失超保护模块220内的二极管组。超导线圈210在正常运行结束后也通过退磁回路122退除电流。

优选的，所述超导线圈210位于低温容器内部，使用液氦浸泡方式或者氦制冷机传导方式冷却；

低温制冷机260提供液氦零蒸发再冷凝或者传导冷却的制冷量，低温制冷机260的远程控制信号连接到电源控制器模块111，以实现远程启动/停止的控制需要。

优选的，被动失超保护模块220由正反向串并联的二极管组组成，当超导线圈210出现失超，并且阻性电压超过被动失超保护模块220二极管组的导通电压VF后，触发二极管组导通，与超导线圈210形成放电回路，快速移除超导线圈210内部的储能，对超导线圈210进行失超保护。

优选的，由于被动失超保护模块220内部的二极管组的正向导通电压VF较高，失超保护及时性较差，因此对于带电源运行的超导磁体系统，电源控制器模块111通过实时检测恒流源模块113的输出电压及输出电流，在检测到较低的超导线圈210出现的失超电压后，通过分断主回路开关123，闭合退磁回路122中的开关K4，与超导线圈210形成放电回路，快速退除超导线圈210中的电流，移除储存的能量，对超导线圈210进行失超保护；

而对于使用超导开关模块230闭环运行的超导磁体系统，恒流运行过程中的超导线圈210出现失超时仅能通过被动失超保护模块220的放电回路进行退电流失超保护。

优选的，对于需要长时间运行的超导磁体，在超导磁体系统200低温容器内部的超导线圈210两端并联超导开关模块230以获得高稳定度的磁场，同时可以节约电能，减少制冷量消耗以及运行费用，超导开关模块230内部的加热器通过电压信号310接入控制器模块111对超导开关进行通断控制以实现超导线圈210的励磁/退磁以及闭环运行切换。

优选的，对于需要带电源运行的工业超导磁体，可采用二元高温超导电流引线250，以替代常规铜电流引线结构，用于电流引线的高温超导带材通常具有很低的热导率，可以减少沿引线从高温区向低温区的热传导漏热；同时，高温超导带材运行在低于其临界温度的超导态，消除了焦耳热，相对于常规铜电流引线，二元电流引线可以将漏热量减少近90％以上，极大地降低了系统的热负荷。对于需要闭环运行的超导磁体，二元高温超导电流引线250亦可采用可插拔式的铜电流引线，以减少超导磁体在恒流运行过程中的漏热。

综上所述，本发明的工业级通用超导磁体系统包含了工业用超导磁体励磁/退磁、运行状态监测、电网故障磁场保持、失超检测及保护等运行所需要的各个功能部件，系统集成化程度高，运行维护简单，提供电网故障短时暂停供电超导磁体磁场维持功能，为超导磁体提供主动失超检测及被动失超保护等双重失超保护功能，保证超导磁体的安全运行，满足工业化超导磁体安全运行的要求。高度集成化的超导磁体电源为工业用超导磁体的广泛运用提供了有利的保障。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种工业级通用超导磁体系统，其特征在于，包括：集成电源系统(100)、超导磁体系统(200)、及由所述超导磁体系统(200)内部引出到所述集成电源系统(100)的监测信号及电压信号，其中，

所述集成电源系统(100)包括：互相连接的恒流源及控制模块(110)和主回路模块(120)；

超导磁体系统(200)包括：超导线圈(210)、被动失超保护模块(220)、超导开关模块(230)、传感器组(240)、高温超导电流引线(250)和低温制冷机260；

所述恒流源及控制模块(110)包括：电源控制器模块(111)、监控模块(112)和分别与所述电源控制器模块(111)、监控模块(112)连接的恒流源模块(113)；

所述电源控制器模块(111)分别与超导线圈(210)、高温超导电流引线(250)、超导开关模块(230)的加热器控制线、退磁回路(122)连接；

所述监控模块(112)与超导磁体系统(200)连接；

主回路模块(120)包括：电网故障续流回路(121)、退磁回路(122)、主回路开关(123)；

主回路模块(120)中的主回路开关(123)通过集成电源系统(100)内部的铜母排以及外部的电缆线将恒流源模块(113)与超导线圈(210)串联连接，为超导线圈(210)提供电流回路；

主回路模块(120)中的电网故障续流回路(121)、退磁回路(122)分别与恒流源模块(113)以及超导线圈(210)并联连接。

2.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述电源控制器模块(111)包含人机界面以进行电流设置、状态显示，用于接收从超导线圈(210)和高温超导电流引线(250)引出的电压信号(310)以及超导开关模块(230)的加热器控制线，以实时检测超导线圈(210)的失超电压，并通过可编程控制器对恒流源及控制模块(110)、退磁回路(122)内部运行状态参数进行输入输出运算处理，采集集成电源系统(100)的输出电压及电流值与失超保护电压及电流阈值进行实时比较，按照设定的运行及保护逻辑对超导磁体运行及保护进行控制，同时提供远程数据传输接口以实现远程控制及显示。

3.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述监控模块(112)接收超导磁体系统(200)的低温容器内部的温度、压力、液位传感器信号(320)在人机界面显示，对于液氦浸泡式冷却的超导磁体，通过控制液氦中布置的加热器加热功率以维持低温容器内部压力维持在微正压的范围内，以防止空气被吸入低温容器内部结冰。

4.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述恒流源模块(113)采用脉冲宽度调制H桥恒流源，以恒流模式为超导磁体提供所需的工作电流。

5.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述电网故障续流回路(121)在集成电源系统(100)的控制器模块(111)检测到电网供电出现短时间中断时，即检测到电源供电输入电压幅值降低至80％，分断主回路开关(123)中的开关K1/K2，同时闭合电网故障续流回路(121)中的开关K3，超导线圈(210)中的电流在续流回路中极其缓慢地衰减，维持超导线圈的磁场，电流维持时间td应大于1s，当电网故障时间超过维持时间td后任然没有恢复正常，则由控制器模块(111)发出控制信号分断电网故障续流回路(121)中开关K3，超导线圈(210)内的电流通过退磁回路(122)退除电流，退磁回路(122)内的二极管组的正向导通电压VF小于被动失超保护模块(220)内二极管组的正向导通电压，防止超导线圈(210)在退磁过程中触发被动失超保护模块(220)内的二极管组，超导线圈(210)在正常运行结束后也通过退磁回路(122)退除电流。

6.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述超导线圈(210)位于低温容器内部，使用液氦浸泡方式或者氦制冷机传导方式冷却；

所述低温制冷机(260)提供液氦零蒸发再冷凝或者传导冷却的制冷量，低温制冷机(260)的远程控制信号连接到电源控制器模块111，以实现远程启动/停止的控制。

7.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述被动失超保护模块(220)由正反向串并联的二极管组组成，当超导线圈(210)出现失超，并且阻性电压超过被动失超保护模块(220)的二极管组的导通电压VF后，触发二极管组导通，与超导线圈(210)形成放电回路，快速移除超导线圈(210)内部的储能，对超导线圈(210)进行失超保护。

8.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述电源控制器模块(111)通过实时检测恒流源模块(113)的输出电压及输出电流，在检测到超导线圈(210)出现的失超电压后，通过分断主回路开关(123)，闭合退磁回路(122)中的开关K4，与超导线圈(210)形成放电回路，快速退除超导线圈(210)中的电流，移除储存的能量，对超导线圈(210)进行失超保护；

而对于使用所述超导开关模块(230)闭环运行的超导磁体系统，恒流运行过程中的超导线圈(210)出现失超时仅通过被动失超保护模块(220)的放电回路进行退电流失超保护。

9.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，对于长时间运行的超导磁体，在超导磁体系统(200)低温容器内部的超导线圈(210)两端并联超导开关模块(230)，超导开关模块(230)内部的加热器通过电压信号(310)接入控制器模块(111)对超导开关进行通断控制，以实现超导线圈(210)的励磁或退磁以及闭环运行切换。

10.如权利要求1所述的工业级通用超导磁体系统，其特征在于，所述高温超导电流引线(250)为可插拔式的二元高温超导电流引线。

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