JP2001015821A - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置Info
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Abstract
のなく、固定抵抗からのジュール発熱による損失が少な
い信頼性の高い超電導装置を提供する。 【解決手段】 超電導装置において、複数の固定抵抗
を、1つのブロック部材を複数の機械式永久電流スイッ
チの数だけ点対象の棒状構造に切り出して、対象点部に
電流供給リードを接続し、各棒状構造の端部に機械式永
久電流スイッチへの電流リードを接続した構造とし、ま
たは、底板のある円筒部材を上端部から底板の近くまで
複数の機械式永久電流スイッチの数だけ軸方向に等分割
し、中央部に電流供給リードを接続し、等分割された各
上端部に機械式永久電流スイッチへの電流リードを接続
した構造とする。また、抵抗値を、ほぼ同一でかつ10
-9ないし10-7オームの範囲内とし、電気抵抗の低い高
純度金属部材とする。各固定抵抗を、複数の機械式永久
電流スイッチの端部両側にそれぞれ設置する。
Description
し、特に、超電導コイルを永久電流運転するために用い
られる機械式永久電流スイッチ回路の構成に関するもの
である。
イルの電気抵抗が零であるため、ロスが無く、いったん
流れ込んだ電流が永久に流れ続ける、永久電流モードに
て運転ができるという利点がある。この永久電流モード
では、外部電源から切り離された電流が循環して流れ続
けるため、変動のない安定した磁界が得られる。また、
電気エネルギーを長時間、ロスが無く貯蔵することがで
きる。
的な方法として、例えば特開平1−102905号公報
に開示されたものと同様な図6に示すような複数の永久
電流スイッチを並列に接続する回路構成のものが知られ
ている。図6において、1は超電導コイル、2は直流電
源でなる励磁電源、3ないし5は機械式永久電流スイッ
チ、6ないし8は機械式永久電流スイッチ3ないし5に
それぞれ直列接続された固定抵抗である。なお、図では
省略しているが励磁電源2は電力系統に接続されてい
る。
て、今、超電導コイル1に通電する場合、機械式永久電
流スイッチ3〜5を開極状態とし、励磁電源2の電流を
徐々に上昇させる。この時、超電導コイル1には励磁電
源2の電流が流れる。
閉極し、励磁電源2の電流を下げることにより、超電導
コイル1に流れている電流は機械式永久電流スイッチ3
〜5を経由する循環電流となり、減衰無く流れ続け、大
電流の電気エネルギーとして蓄えられる。この状態を永
久電流モードと称する。
移行する場合には、並列に接続された複数の機械式永久
電流スイッチ3〜5に均等に電流が流れるようにするた
めにそれぞれに固定抵抗6〜8が直列に接続し、そこで
の電圧降下を支配的なものにし、電流を分流させる方法
が用いられている。
抵抗値は、10-6〜10-4オーム(Ω)程度である。
今、一つの機械式永久電流スイッチ3に流れる電流値が
I=5000アンペア(A)、固定抵抗6の抵抗値がR
=10-6オーム(Ω)とすれば、この固定抵抗6でのジ
ュール発熱は、Q=I2Rから求めると25ワット
(W)であり、3個の並列運転では合計75ワット
(W)となる。
は、上記のように複数の機械式永久電流スイッチ3〜5
に均等に電流が流れるようにすべく、それぞれに抵抗値
の大きい固定抵抗6〜8が直列に接続されているため
に、固定抵抗間に抵抗値のばらつきが生じ、また、永久
電流モード時には、固定抵抗6〜8からの多量のジュー
ル発熱による損失が発生するとともに、循環電流が減衰
するという問題点があった。
ためになされたもので、固定抵抗間に抵抗値のばらつき
が生じることのない信頼性の高い超電導装置を提供する
ことを目的とする。また、固定抵抗からのジュール発熱
による損失が少なく信頼性の高い超電導装置を提供する
ことを目的とする。
置は、超電導コイルと、この超電導コイルに電流を供給
する励磁電源と、前記超電導コイルに並列に接続された
複数の機械式永久電流スイッチと、前記複数の機械式永
久電流スイッチそれぞれに直列に接続してなる複数の固
定抵抗とを備えた超電導装置において、上記複数の固定
抵抗は、1つのブロック部材を、複数の機械式永久電流
スイッチの数だけ点対象の棒状構造に切り出して、対象
点部に電流供給リードを接続し、それぞれの棒状構造の
端部に機械式永久電流スイッチへの電流リードを接続し
た構造でなることを特徴とするものである。
に電流を供給する励磁電源と、前記超電導コイルに並列
に接続された複数の機械式永久電流スイッチと、前記複
数の機械式永久電流スイッチそれぞれに直列に接続して
なる複数の固定抵抗とを備えた超電導装置において、上
記複数の固定抵抗は、底板のある円筒部材を、上端部か
ら底板の近くまで、複数の機械式永久電流スイッチの数
だけ軸方向に等分割し、上記底板の中央部に電流供給リ
ードを接続し、それぞれ等分割された上端部に機械式永
久電流スイッチへの電流リードをそれぞれ接続した構造
でなることを特徴とするものである。
一で、かつ10-9ないし10-7オームの範囲内であるこ
とを特徴とするものである。
低い高純度金属部材であることを特徴とするものであ
る。
永久電流スイッチの端部両側にそれぞれ設置したことを
特徴とするものである。
実施の形態1に係る超電導装置の構成を示す回路図であ
る。図1において、図5に示す従来例と同様な部分は同
一符号を付して説明を省略する。新たな符号として、9
は電流供給点、10ないし12は固定抵抗16ないし1
8の電流分岐端である。
抗16ないし18の構造例を示す図である。図2におい
て、図1に示す符号と同一部分は同一符号を付して示
し、その説明は省略する。図2において、(a)は2つ
の機械式永久電流スイッチに接続する2個の固定抵抗の
構造を、(b)は3つの機械式永久電流スイッチに接続
する3個の固定抵抗の構造を、(c)は4つの機械式永
久電流スイッチに接続する4個の固定抵抗の構造を、
(d)は5つの機械式永久電流スイッチに接続する5個
の固定抵抗の構造の例をそれぞれ示す。
銅などの高純度金属部材であり、固定抵抗の構造は、1
つのブロック部材から、複数の機械式永久電流スイッチ
の数だけ点対象の棒状構造に切り出して、対象点部に電
流供給リードを接続し、それぞれの棒状構造の端部に機
械式永久電流スイッチへの電流リードを接続した。
切り出して、対象点の中央部に電流供給リードを接続
し、両端部に機械式永久電流スイッチへの電流リードを
接続する。また、(b)は3本の棒状構造に切り出し
て、対象点の中央部に電流供給リードを接続し、両端部
に機械式永久電流スイッチへの電流リードを接続する。
(c)、(d)も同様である。
定抵抗での電流の流れを表したもので、矢印の方向に電
流が対称的に流れることを示している。
機械式永久電流スイッチ回路において、均等に電流が流
れるようにするため、直列に接続した固定抵抗の抵抗値
は、ほぼ同一で、かつ10-9ないし10-7オーム(Ω)
の範囲内である。
n個の機械式永久電流スイッチを並列に接続して使用す
る大電流超電導装置について説明する。図1の並列接続
の機械式永久電流スイッチにおいて、それぞれの機械式
永久電流スイッチ3、4、5の両端にかかる電圧は次式
で示される。(R1+r1)*I1=(R2+r2)*
I2=・・・=(Rn+rn)*Inここで、I1、I
2、・・・、Inはそれぞれn個の機械式永久電流スイ
ッチに分流される電流値で、R1、R2、・・・、Rn
はそれぞれn個の機械式永久電流スイッチの接触抵抗の
抵抗値、r1、r2、・・・、rnはそれぞれn個の固
定抵抗の抵抗値である。
・、Rnは、例えば特公昭56−16932号公報に示
されるように超電導金属材料で製作した機械式永久電流
スイッチでは10-10オーム(Ω)以下であり、n個の
固定抵抗の抵抗値は10-9オないし10-7オーム(Ω)
の範囲内なので、上式の固定抵抗の抵抗値r1、r2、
・・・、rnに比べて接触抵抗の抵抗値R1、R2、・
・・Rnの項は小さく事実上無視できる。従って、n個
の固定抵抗の抵抗値が同一ならば、複数の機械式永久電
流スイッチにはほぼ均一な電流が分流されることにな
る。
に流れる電流値がI=5000アンペア(A)、固定抵
抗16の抵抗値がR=10-8オーム(Ω)を採用すれ
ば、この固定抵抗16でのジュール発熱はQ=I2Rか
ら求めると、0.25ワット(W)であり、3個の並列
運転では合計0.75ワット(W)と従来装置の100
分の1に減少する。
の固定抵抗が、1つのブロック部材を、複数の機械式永
久電流スイッチの数だけ点対象の棒状構造に切り出し
て、対象点部に電流供給リードを接続し、それぞれの棒
状構造の端部に機械式永久電流スイッチへの電流リード
を接続した構造でなり、各固定抵抗の抵抗値が、ほぼ同
一で、かつ10-9ないし10-7オーム(Ω)の範囲内で
あり、さらに、電気抵抗の低い高純度金属部材でなるの
で、各固定抵抗の間での抵抗値のばらつきがなく、複数
の機械式永久電流スイッチ間の通電電流値のバランスが
よく、かつ抵抗値が安定であり、固定抵抗からのジュー
ル発熱による損失が少なく、信頼性の高い超電導装置を
提供することができる。
施の形態1に係る固定抵抗の構造例に対応して示す実施
の形態2に係る固定抵抗の構造例を示す図である。図4
において、実施の形態1と同一部分は同一符号を付して
その説明は省略する。
続する4個の固定抵抗の構造の例を示し、固定抵抗の材
料は、電気抵抗の低い銅などの高純度金属部材であり、
構造は、底板のある円筒部材の上端部から底板の近くま
で軸方向に4つに等分割し、底板の中央部に電流供給リ
ードを接続し、それぞれの等分割された上端部に機械式
永久電流スイッチへの電流リードを接続するようにして
いる。
施の形態3に係る超電導装置の構成を示す回路図であ
る。図5に示す実施の形態3は、図1におけるn個の機
械式永久電流スイッチを並列に接続して使用する大電流
超電導装置において、固定抵抗をそれぞれの機械式永久
電流スイッチの端部両側に設置した例で、9bは電流供
給点、10bないし12bは電流分岐端、16bないし
18bは固定抵抗である。
イッチの端部両側に固定抵抗を設置すれば、1つの機械
式永久電流スイッチ回路における抵抗値は2倍になるの
で、複数の機械式永久電流スイッチ間の通電電流値のバ
ランスはより均一になる。なお、この実施の形態3に、
上述した実施の形態1及び2を適用できるのは勿論であ
る。
抵抗が対象構造なので、各固定抵抗の間での抵抗値のば
らつきがなく、信頼性の高い装置が提供できる。
いので、循環電流の減衰が少なく、それぞれの機械式永
久電流スイッチ間の通電電流が均一に流れるため信頼性
の高い装置が提供できる。
ているので、固定抵抗の抵抗値が安定である。
の通電電流値のバランスはより均一になる。
構成を示す回路図である。
造例を示す図である。
造に関連した電流の流れを示す図である。
造例を示す図である。
構成を示す回路図である。
である。
電流スイッチ、9、9b 電流供給点、10〜12、1
0b〜12b 電流分岐端、16〜18、16b〜18
b 固定抵抗。
Claims (5)
- 【請求項1】 超電導コイルと、この超電導コイルに電
流を供給する励磁電源と、前記超電導コイルに並列に接
続された複数の機械式永久電流スイッチと、前記複数の
機械式永久電流スイッチそれぞれに直列に接続してなる
複数の固定抵抗とを備えた超電導装置において、 上記複数の固定抵抗は、1つのブロック部材を、複数の
機械式永久電流スイッチの数だけ点対象の棒状構造に切
り出して、対象点部に電流供給リードを接続し、それぞ
れの棒状構造の端部に機械式永久電流スイッチへの電流
リードを接続した構造でなることを特徴とする超電導装
置。 - 【請求項2】 超電導コイルと、この超電導コイルに電
流を供給する励磁電源と、前記超電導コイルに並列に接
続された複数の機械式永久電流スイッチと、前記複数の
機械式永久電流スイッチそれぞれに直列に接続してなる
複数の固定抵抗とを備えた超電導装置において、 上記複数の固定抵抗は、底板のある円筒部材を、上端部
から底板の近くまで、複数の機械式永久電流スイッチの
数だけ軸方向に等分割し、上記底板の中央部に電流供給
リードを接続し、それぞれ等分割された上端部に機械式
永久電流スイッチへの電流リードをそれぞれ接続した構
造でなることを特徴とする超電導装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の超電導装置に
おいて、上記各固定抵抗の抵抗値は、ほぼ同一で、かつ
10-9ないし10-7オームの範囲内であることを特徴と
する超電導装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の超電導装置において、
上記固定抵抗の材料は、電気抵抗の低い高純度金属部材
であることを特徴とする超電導装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の超
電導装置において、上記各固定抵抗を、複数の機械式永
久電流スイッチの端部両側にそれぞれ設置したことを特
徴とする超電導装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18175499A JP3851467B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 超電導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18175499A JP3851467B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 超電導装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001015821A true JP2001015821A (ja) | 2001-01-19 |
JP3851467B2 JP3851467B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=16106313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18175499A Expired - Fee Related JP3851467B2 (ja) | 1999-06-28 | 1999-06-28 | 超電導装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3851467B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010283029A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | 超電導マグネット装置 |
EP4239354A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-06 | Canon Medical Systems Corporation | Permanent current switch apparatus and magnetic resonance imaging apparatus |
-
1999
- 1999-06-28 JP JP18175499A patent/JP3851467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010283029A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | 超電導マグネット装置 |
EP4239354A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-06 | Canon Medical Systems Corporation | Permanent current switch apparatus and magnetic resonance imaging apparatus |
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---|---|
JP3851467B2 (ja) | 2006-11-29 |
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