CN201975195U - 一种超导除铁器磁体的放能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超导除铁器磁体的放能装置，包括由电源供电的超导电磁线圈，超导电磁线圈的供电回路中串接有由电源供电状态逻辑控制的控制开关，控制开关两端并联有放能元件，电源两端反向并联有退磁二极管。放能元件的两端并联有风扇。所述放能元件为导通方向与控制开关电流方向一致的放能二极管串联支路。所述放能元件为电阻。超导电磁线圈两端并联有与超导电磁线圈保护二极管串联支路。采用这种结构的超导除铁器磁体的放能装置，结构合理，退磁快速，且安全可靠，适合在各种超导电磁铁上使用，有助于提高退磁安全性、缩短退磁周期，操作非常方便。

Description

一种超导除铁器磁体的放能装置

技术领域

本实用新型涉及一种超导除铁器磁体的放能装置。

背景技术

超导，是指某些金属或合金在一定温度时，电阻值变为零的现象。随着超导技术和超导材料的蓬勃发展，超导磁铁有着广泛的应用前景。由于超导磁铁体积小、电流密度高、能耗低、场强高等优点，近年来在基础科学研究、医疗卫生、交通运输、国防工业等重要领域被越来越多的采用。其中，超导磁体应用在除铁器上，可以大大提高除铁器对铁磁性物质的吸附力，有助于吸附那些体积更小、铁磁性更弱的铁磁性物质，使除铁器的除铁质量有了质的提高。超导磁体在除铁器上的应用，还可以降低除铁器能量损耗，有助于降低除铁成本和总的生产成本。超导除铁器在使用时面临一个瓶颈问题，就是超导磁体在得电时产生强磁场以吸附铁磁性物质，而在失电时要消退强磁场以便于将吸附的铁磁性物质取下，超导除铁器在工作时生磁和退磁是交替频繁进行的，而且退磁时，超导磁体的线圈会产生感应电动势，并进而产生大量热能。由于没有专用的退磁设备，退磁操作时会导致热量积累，进而导致超导磁体工作不良或烧毁超导磁体的严重故障，不利于超导除铁器的稳定运行。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理，退磁快速，且安全可靠的超导除铁器磁体的放能装置。

为解决上述技术问题，本超导除铁器磁体的放能装置包括由电源供电的超导电磁线圈，其结构特点是：超导电磁线圈的供电回路中串接有由电源供电状态逻辑控制的控制开关，控制开关两端并联有放能元件，电源两端反向并联有退磁二极管。

本结构的超导除铁器磁体的放能装置是通过耗能散热结构来实现退磁快速，且安全可靠的。

耗能散热结构主要包括串接在超导电磁线圈供电回路中的控制开关，控制开关两端并联有放能元件，放能元件的主要作用是尽可能多地消耗退磁时超导电磁线圈产生的感应电动势，使超导电磁线圈的感应电动势所产生的热量都通过放能元件放泄出去，这样，退磁时超导电磁线圈感应电动势的热量就不会在超导电磁线圈上聚集，从而保证超导电磁线圈的稳定工作状态。控制开关的主要作用是发送退磁命令，控制开关的工作状态由电源的运行状态逻辑控制，也就是说，当电源向外供电时，控制开关闭合，此时，超导电磁线圈通过控制开关构成得电生磁回路，产生强磁场进行除铁工作；当电源停止向外供电时，控制开关断开，此时，超导电磁线圈通过退磁二极管和放能元件构成退磁回路，超导电磁线圈产生的感应电动势通过放能元件以热能的方式消耗，这样，就保证了超导电磁线圈的稳定运行。

作为改进，放能元件的两端并联有风扇。

在放能元件两端并联风扇，当放能元件开始发热时，放能元件两端的端电压给风扇供电，这样，放能元件发热的同时风扇也得电转动，加快放能元件的散热速度，使退磁过程更加快速。

作为一种实施方式，所述放能元件为导通方向与控制开关电流方向一致的放能二极管串联支路。

采用二极管串联支路作为放能元件，单向导通性能稳定，有助于保证本超导除铁器磁体的放能装置稳定运行。

作为另一种实施方式，所述放能元件为电阻。

采用电阻作为放能元件，散热效果好，有利于缩短退磁过程，提供工作效率。

作为一种实现方式，所述控制开关为场效应管。

采用场效应管作为控制开关，电压控制特性好，能够更好地跟随电源接通状态驱动控制开关的输出状态，有利于电路简单化。

作为再进一步改进，超导电磁线圈两端并联有与超导电磁线圈保护二极管串联支路。

在超导电磁线圈的两端并联保护二极管串联支路，可以在超导电磁线圈发生失超时为电路提供散热通道，防止超导电磁线圈被烧坏。

综上所述，采用这种结构的超导除铁器磁体的放能装置，结构合理，退磁快速，且安全可靠，适合在各种超导电磁铁上使用，有助于提高退磁安全性、缩短退磁周期，操作非常方便。

附图说明

结合附图对本实用新型做进一步详细说明：

图1为本实用新型的电气原理图；

图2为图1控制开关的控制电路。

图中：1为电源，2为超导电磁线圈，3为控制开关，4为放能元件，5为退磁二极管，6为风扇，7为保护二极管串联支路，8为整流桥，9为电容，10为二极管，11为IGBT管，12为PWM控制器，13为双刀开关，14为供电直流源，15为输出直流源，16为变压器。

具体实施方式

如图1所示，该超导除铁器磁体的放能装置包括电源1，电源1通过电线向超导电磁线圈2供电，还包括串接在电源1向超导电磁线圈2供电回路中的控制开关3，在本实施例中，控制开关3 采用MOS场效应管，MOS场效应管的漏极与电源1正极电连接，MOS场效应管源极与超导电磁线圈2正极电连接。

控制开关3的漏极、源极之间并联有放能元件4，在本实施例中，放能元件4为由三个二极管串联构成的串联支路，二极管串联支路的正极与MOS场效应管的漏极电连接，二极管串联支路的负极与MOS场效应管的源极电连接。电源1两端并联有退磁二极管5，退磁二极管5的正负极与电源1的极性反向设置。工作时，通过外部控制电路或手动控制使控制开关3导通，这样，电源1向超导电磁线圈2的供电通路被接通，超导电磁线圈2产生强磁场以吸附铁屑，保证了除铁器的除铁效果。需要退磁时，MOS场效应管断开，超导电磁线圈2通过退磁二极管5和放能元件4构成退磁回路，超导电磁线圈2产生的电动势通过放能元件4将能量通过热能形式消耗。放能元件4两端并联有风扇6，放能元件4的端电压为风扇6提供工作电源，这样，放能元件4散热时，风扇6即得电转动，加快了热量消散，有助于缩短退磁过程。超导电磁线圈2两端并联有保护二极管串联支路7，保护二极管串联支路7由六个二极管串联而成，二极管的极性与超导电磁线圈2的工作点电压方向反向设置，当超导电磁线圈2发生失超现象时，超导电磁线圈2将与保护二极管串联支路7构成失超回路，将能量通过保护二极管串联支路7散失出去，保证了超导电磁线圈2的稳定工作。

如图2所示，该控制电路包括与交流电源电连接的整流桥8，整流桥8将220伏交流电整流成直流电，并通过电容9滤波稳压。整流桥8的输出端并联有由变压器16输入端和IGBT管11串接而成的支路。变压器16输入端并联有反向二极管10，主要起保护作用。变压器16的输出端电连接有整流用的二极管10和保护用的二极管10，可以使输出更稳定。变压器16的输出端还通过双刀开关13电连接有输出直流源15，输出直流源15的正极输出端与图1中控制开关3的栅极电连接。IGBT管11的发射极和栅极之间电连接有PWM控制器12，PWM控制器12的电源输入端与供电直流源14的两端对应电连接。供电直流源14向PWM控制器12的供电通路中串接有双刀开关13的一对控制触点，当双刀开关13闭合时，供电直流源14即向PWM控制器12供电，PWM控制器12得电工作，控制IGBT管11按照设定频率导通，此时变压器16与输出直流源15向图1中控制开关3的栅极发送控制信号，驱动控制开关3按照控制参数工作。

在本实施例中，PWM控制器12采用市场上销售的现成产品，其结构和工作原理属于公知技术，在此不再细述。

Claims (6)

1.一种超导除铁器磁体的放能装置，包括由电源（1）供电的超导电磁线圈（2），其特征是：超导电磁线圈（2）的供电回路中串接有由电源（1）供电状态逻辑控制的控制开关（3），控制开关（3）两端并联有放能元件（4），电源（1）两端反向并联有退磁二极管（5）。

2.如权利要求1所述的超导除铁器磁体的放能装置，其特征是：放能元件（4）的两端并联有风扇（6）。

3.如权利要求2所述的超导除铁器磁体的放能装置，其特征是：所述放能元件（4）为导通方向与控制开关（3）电流方向一致的放能二极管串联支路。

4.如权利要求2所述的超导除铁器磁体的放能装置，其特征是：所述放能元件（4）为电阻。

5.如权利要求3或4所述的超导除铁器磁体的放能装置，其特征是：所述控制开关（3）为场效应管。

6.如权利要求5所述的超导除铁器磁体的放能装置，其特征是：超导电磁线圈（2）两端并联有与超导电磁线圈（2）保护二极管串联支路（7）。

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