DE102005047552A1 - Circuit providing overload protection for high-temperature super-conducting windings or induction circuits has thrysistors and resistors - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für supraleitende Wicklungen.The The invention relates to a protective device for superconducting Windings.
Supraleitende Wicklungen stellen Induktivitäten dar, die gegenüber Spannungen geschützt werden müssen. Dies gilt insbesondere für Supraleiter aus hochtemperatursupraleitendem Material (HTS – High Temperature Superconductor), die im Temperaturbereich mit einer oberen Grenze von ca. 80 K arbeiten. Gleichermaßen soll bei diesen Temperaturen eine Verringerung des stationären Wärmeeintrages in den kalten bzw. supraleitenden Bereich der HTS-Wicklungen bzw. Induktivitäten gewährleistet werden.superconducting Windings make inductors that is opposite Tensions protected Need to become. This is especially true for Superconductor made of high temperature superconducting material (HTS - High Temperature Superconductor) in the temperature range with an upper limit of about 80K work. Similarly, should at these temperatures a Reduction of the stationary Heat input in the cold or superconducting region of the HTS windings or inductors are ensured.
Beim Stand der Technik wird der Anschluss eines Schutzwiderstandes parallel zur supraleitenden Wicklung außerhalb des supraleitenden/kalten Bereiches vorgenommen. Die Warm-/Kaltdurchführungen für die Leistungsanschlüsse der supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten sind für den stationären Nennstrom ausgelegt. Dies führt zu einem entsprechend hohem Wärmeeintrag in den kalten Teil der HTSL-Maschine, der durch entsprechende Kühlleistung kompensiert werden muss.At the State of the art, the connection of a protective resistor is parallel to the superconducting winding outside the superconducting / cold area made. The hot / cold feedthroughs for the power connections of the superconducting windings / inductors are for the stationary rated current designed. this leads to to a correspondingly high heat input in the cold part of the HTSL machine, by appropriate cooling power must be compensated.
Eine Montage eines Schutzwiderstandes innerhalb des supraleitenden/kalten Bereiches scheidet meistens aus, da während der Er-/Entregung der supraleitenden Spule beachtliche Wärmemengen in den Schutzwiderständen anfallen würden.A Mounting of a protective resistor within the superconducting / cold In most cases, this is eliminated because during the energizing / de-energizing of the superconducting Coil considerable amounts of heat in the protective resistors would arise.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache, aber umfassend wirkende Schutzschaltung für supraleitende Wicklungen bzw. Induktivitäten zu schaffen.From that Based on the object of the invention, a simple but comprehensive acting protection circuit for To create superconducting windings or inductors.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. Trainings are in the dependent claims specified.
Gegenstand der Erfindung ist eine intrinsische, rücksetzbare Schutzschaltung, kombiniert aus Thyristoren und Widerständen. Vorteilhafterweise kann über einen zusätzlichen Freilaufkreis, bestehend aus gesteuerten Leistungshalbleitern, im kalten/supraleitenden Bereich, ein besonders verlustarmes Kurzschließen der supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten erfolgen.object the invention is an intrinsic, resettable protection circuit, combined of thyristors and resistors. Advantageously, via a additional Freewheeling circuit, consisting of controlled power semiconductors, in cold / superconducting region, a particularly low-loss short-circuiting the superconducting windings / inductors.
Bei der Erfindung müssen die Warm-Kaltdurchführungen für die Leistungsanschlüsse der supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten nur noch für den Nennstrom während der Er-/Entregungsphase ausgelegt werden. Die Leiterquerschnitte der Warm-Kaltdurchführungen können somit verringert werden und es kommt zu einer Reduzierung der Wärmeleitungsverluste auf den elektrischen Zuleitungen.at of the invention the hot-cold feedthroughs for the power connections the superconducting windings / inductors only for the rated current while be designed during the Er- / Entregungsphase. The conductor cross sections the hot-cold feedthroughs can thus be reduced and there is a reduction in heat conduction losses on the electrical leads.
Vorteilhaft ist bei der Erfindung, dass eine intrinsische Sicherung geschaffen ist, bei der kein Ansteueraufwand von außen notwendig ist. Das Löschen der Thyristoren erfolgt durch Ansteuerung des Freilaufkreises. Das Schutzkonzept ist somit rücksetzbar. Es sind nur wenige Bauteile notwendig, wodurch sich eine hohe Zuverlässigkeit ergibt und auch im Tieftemperaturbereich (77K) funktionsfähig ist.Advantageous is in the invention that created an intrinsic security is, in which no tax expense from the outside is necessary. Deleting the Thyristors by controlling the freewheeling circuit. The protection concept is thus resettable. There are only a few components necessary, resulting in a high reliability results and also in the low temperature range (77K) is functional.
Durch die Parallelschaltung mehrerer Zweige ist ein modularer Aufbau und eine Schnell-Entregung der supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten möglich.By the parallel connection of several branches is a modular construction and a fast de-energizing of the superconducting windings / inductors possible.
Die Vorteile bezüglich eines einfachen Schutzwiderstandes parallel zur supraleitenden Wicklung/Induktivität bestehen insbesondere darin, dass keine von außen zugeführte Erregerleistung in den Schutzwiderständen in Wärme umgewandelt wird, die gerade bei der Montage von Schutzwiderständen innerhalb des kalten/supraleitenden Bereichs störend wirkt.The Advantages regarding a simple protective resistor parallel to the superconducting winding / inductance exist In particular, that no externally supplied excitation in the protection resistors in heat which is being converted when mounting protective resistors within the cold / superconducting region interferes.
Die maximal zu erwartende Spannung über der supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten ist bei der Thyristoren-Schutz schaltung über die Auswahl der entsprechenden Zenerdiode einstellbar und ist nicht, wie bei einem parallelem Schutzwiderstand, von der Höhe des fließendem Stromes abhängig.The maximum expected voltage over the superconducting windings / inductors is in the thyristor protection circuit over the Selection of the appropriate Zener diode is adjustable and is not, as with a parallel protective resistor, on the amount of current flowing dependent.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den weiteren Patentansprüchen. Es zeigenFurther Details and advantages of the invention will become apparent from the following Figure description of an embodiment With reference to the drawing in conjunction with the other claims. It demonstrate
In
In
der Schaltung sind eine Mehrzahl von parallel angeordneten Thyristoren
Es
ist weiterhin parallel eine Zenerdiode
Die
Widerstände
Aus
Die Widerstände (Rges = 0,06 Ω) in dem oben gezeigten Schaltbild sind gerade so gewählt, dass die Ansteuerspannung der Thyristoren ab einem Stromfluss von über 30A größer als 1,8 V wird und somit ausreichend hoch ist, um den nächsten Thyristor-Widerstandszweig zu zünden. Es erfolgt eine Kettenreaktion.The resistors (R ges = 0.06 Ω) in the circuit diagram shown above are just chosen so that the drive voltage of the thyristors from a current flow of more than 30A is greater than 1.8 V and thus is sufficiently high to the next thyristor Ignite resistance branch. There is a chain reaction.
Die Bauteildimensionierung ist beispielhaft für eine vorbestimmte praxisgerechte Anwendung gezeigt. Das Konzept eignet sich mit entsprechender Auslegung auch für andere Ströme.The Component dimensioning is exemplary for a predetermined practice-oriented Application shown. The concept is suitable with appropriate design also for other streams.
Über die
Zenerdiode
Die supraleitenden Wicklungen/Induktivitäten können jedoch auch über andere Verfahren, beispielsweise über Schleifringe, an die Energieversorgung angekoppelt werden. Das Schutzkonzept kann auch bei dieser Lösung eingesetzt werden.The However, superconducting windings / inductors can also be used over others Procedures, for example about Slip rings to be coupled to the power supply. The protection concept can also with this solution be used.
Es ist keine weitere Ansteuerschaltung von außen erforderlich, so dass alle Komponenten gegebenenfalls im supraleitenden/kalten Bereich montiert werden können, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.It No additional drive circuit is required from the outside, so that all Components are optionally mounted in the superconducting / cold area can, without the reliability to impair.
Parallel zu dem oben genannten Schutzkonzept und der supraleitenden Wicklung/Induktivität wird ein Freilaufkreis geschaltet, der bei Aktivierung dafür sorgt, dass die Thyristoren verlöschen. Damit ist eine Rücksetzung der Schutzschaltung möglich.Parallel to the above-mentioned protection concept and the superconducting winding / inductor becomes Freewheeling circuit connected, which ensures when activated, that the thyristors go out. This is a reset the protection circuit possible.
In
Im
Bereich
Wenn
der Freilaufkreis
Mit
der anhand
Besonders vorteilhaft ist, dass die beschriebene Schutzschaltung rücksetzbar ist.Especially It is advantageous that the protective circuit described can be reset is.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510047552 DE102005047552A1 (en) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | Circuit providing overload protection for high-temperature super-conducting windings or induction circuits has thrysistors and resistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200510047552 DE102005047552A1 (en) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | Circuit providing overload protection for high-temperature super-conducting windings or induction circuits has thrysistors and resistors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102005047552A1 true DE102005047552A1 (en) | 2007-04-05 |
Family
ID=37852803
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Country | Link |
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DE (1) | DE102005047552A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4688137A (en) * | 1984-11-09 | 1987-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil device |
-
2005
- 2005-09-30 DE DE200510047552 patent/DE102005047552A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4688137A (en) * | 1984-11-09 | 1987-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Superconducting coil device |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Sautter,D., Weinert H. (Hrsg.):Lexikon Elektronik und Mikroelektronik: Stichwort "Freilaufzweig". 2. akt. u. erw. Aufl., VDI Verlag Düsseldorf, 1993, ISBN: 3-18-401178-X * |
Wikipedia (online): Stichwort "Schottky-Diode". Im Internet: <URL:http://de.wikipedia.org/wiki/Sch ottky-Diode> |
Wikipedia (online): Stichwort "Schottky-Diode". Im Internet: <URL:http://de.wikipedia.org/wiki/Schottky-Diode> * |
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