CS197402B1 - Zapojení supravodivého magnetického systému - Google Patents

Description

Vynález se týká elektrických zařízení se supravodivými magnety, včetně zařízení se stálými magnetickými poli· Vynález může být také využit při práci s některými druhy supravodivých indukčních akumulátorů energie.

Jsou známy supravodivé magnetické systémy, které obsahují supravodivou spojku, umožňující v podmínkách zmrazeného proudu získání vysoce stálého magnetického pole a odpojení magnetu od napájecího zdroje, což snižuje přívod proudu do oblasti nízké teploty. K ochraně supravodivé spojky před shořením a k jejím krajním vývodům se často připojuje bočník.

Nedostatkem známých supravodivých magnetických systémů, obsahujících supravodivou spojku, je částečný nebo úplný nedostatek zařízení pro uvolnění energie z magnetu ▼ havarijních situacích. U zapojení zmíněných systémů je možno zajistit vyvedení energie do bočníku, ale pouze při odpojených vstupech proudu. Pro tento odpor spojky za normálního stavu a bočníku musí být přívod proudu vhodným způsobem přerušen a převod spojky do normálního stavu se musí uskutečnit pomocí speciální automatiky. V době přívodu proudu do magnetu je taková ochrana nemožná, když je připojen napájecí zdroj. A právě v těchto podmínkách přecházejí magnety nejčastěji do normálního stavu.

Mnohé z uvedených nevýhod odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že supravodivá spojka se skládá ze dvou sekcí s odděleným ovládáním, přičemž ke krajním vývodům jedné sekce je připojen napájecí zdroj a ke krajním vývodům supravodivé spojky je připojen bočníkf pro snížení přívodu tepla do chladivá, během práce systému v uzavřeném obvodu, je bočník umístěn v kryostatu nad úrovní chladívá.

Cílem vynálezu je zajistit zvýšení spolehlivosti práce a bezpečnosti supravodivých magnetických systémů se supravodivými spojkami v libovolných pracovních podmínkách.

Příklad zapojení podle vynálezu je znázorněn na výkresu představujícím zapojení supravodivého magnetického systému.

Podle výkresu je ke krajním vývodům vinutí £ magnetu připojena supravodivá spojka,

197 402

197 402 rozdělená na dvě za sebou zapojené sekce £, £, z nichž jedna sekce 2 má velký odpor a druhá sekce £ má malý odpor· Ke krajním vývodům supravodivé spojky je připojen bočník £ na pohlcení energie magnetu· Ke krajním vývodům druhé sekoe £ je připojen napájecí zdroj £. Na proudových vstupech 6 jsou upraveny rozpínací kontakty £, £0. Vinutí £ magnetu a supravodivá spojka jsou ponořeny do ohladiva £ umístěného v kryostatu 8.

Bočník £ může být uložen jak v kryostatu £, tak i mimo něj. Aby bylo možno převést části supravodivé spojky do normálního stavu, je nutno použít speoiálníoh zařízení, která obsahují citlivé prvky sledující stav supravodivých magnetů a supravodivé spojky, automatiku, ohřívače atd.

Obě části supravodivé spojky je možno vyrobit z vodiče nerozříznutého v místě jejioh spojení. Úsek mezi «jmi musí mít plnou kryostatiokou stabilitu tak, aby při ohřevu druhé sekce £ v podmínkách nabuzení nepřišla první sekce £ do normálního stavu.

Supravodivý magnetický systém podle vynálezu pracuje takto:

Při zavedení proudu do magnetu se druhá sekce £ supravodivé spojky nachází v normálním stavu. Hodnota odporu druhé sekce £ je taková, aby ve stanoveném čase byl do magnetu přiveden určený proud. Protože vě většině případů není čas na tuto operaci přísně limitován, jsou používány nízkonapěťové zdroje a supravodivá spojka s malým odporem. První sekoe £, jak při změně proudu - přívod a vývod, tak i ve zkratových podmínkách, je v supravodivém stavu. Její převod do normálního stavu, například β pomooí ohřívače, se uskuteční automaticky v libovolném okamžiku, signálem různýoh snímačů, včetně snímače registrujícího vznik normální zóny ve vinutí £ magnetu. Automatika může také zapojit vyvedení energie při přechodu druhé sekce £ do normálního stavu ve zkratových podmínkách. Proto napětí na krajních vývodech druhé sekce £ musí převýšit maximální napětí při nabuzení. Aby se vyvedla velká část energie do bočníku £, musí sekoe £, £ supravodivé spojky mít odpor převyšuj íoí řádově v desetinásobcích odpor zatěžovací· Přibližný vzájemný vztah odporů sekci a zatížení může být 100 : 10 : 1.

Po dosažení nominálního proudu v magnetu se odpojí ohřev druhé sekce £ a ta přejde do supravodivého stavu. Potom se sníží proud v napájecím zdroji na nulu, kontakty £, 10 vodičů £ se rozpojí a supravodivý magnet přejde na autonomní pracovní režim. Vyvedení energie se může uskutečnit v tomto režimu bez převedení druhé sekoe £ do normálního stavu.

Tímto způsobem jsou v popisovaném schématu rozděleny cesty napájení a vyvedení energie, Díky tomu je možno vyvést energii z magnetu v kterémkoliv okamžiku práce, a to jak při přívodu i vývodu proudu, tak 1 v automatickém režimu·

U indukčních akumulátorů energie může být bočník £ umístěn vně kryostatu 8. V řadě jiných případů je výhodné umístit jej uvnitř kryostatu £· Rovněž přemístění bočníku £ do tepelné zóny kryostatu při nabuzení není nezbytné, a také uvolnění tepla v něm může být relativně malé· Proto je možné umístit bočník trvalo v chladné zóně kryostatu 8.

Umístění bočníku 4 v chladné zóně dovoluje zjednodušit konstrukci vysokonapělovýoh přívodů proudu, protože není nutné je vést přes elektricky nestálé teplé hélium, přes kryt kryostatu £ a izolovat je pro zajištění bezpečnosti obsluhujícího personálu* Kromě toho po rozpojení vodičů 6 se přeruší věeohny cesty přívodu tepla elektrickými vodiči. Vyvedení energie do bočníku £, který je umístěn v ohledné zóně kryostatu 8, není doprovázeno velkými ztrátami tekutého chladivá 29 P^i vhodné konstrukoi se bočník £ bude ochlazovat parami.

Vynález je možno s výhodou využít jak pro elektrické zařízení se supravodivými magnety, včetně zařízení se stálými magnetickými poli, tak 1 při práci s některými druhy supravodivých indukčních akumulátorů energie.

Claims (1)

1. Zapojeni supravodivého magnetického systému, obsahujícího vnější napájecí zdroj, bočník, kryostat s chladivém, ve kterém je umístěno vinutí, řídicí supravodivá spojka a rozpoj ovací kontakty na vodiěíoh, vyznačujíoí se tím, že supravodivá spojka se skládá ze dvou sekeí (2, 3) s odděleným ovládáním, přičemž ke krajním vývodům druhé sekoe (3) je připojen napájecí zdroj (5) a ke krajním vývodům supravodivé spojky je připojen bočník (4).

197 402 . Supravodivý magnetický systém podle bodu 1, vyznačený tím, Že boěník (4) je umístěn v kryostatu (8) na úrovní chladivá (7)·