JP2002076454A - Superconductor device - Google Patents

Superconductor device

Info

Publication number
JP2002076454A
JP2002076454A JP2000253225A JP2000253225A JP2002076454A JP 2002076454 A JP2002076454 A JP 2002076454A JP 2000253225 A JP2000253225 A JP 2000253225A JP 2000253225 A JP2000253225 A JP 2000253225A JP 2002076454 A JP2002076454 A JP 2002076454A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting
overcurrent
superconducting coil
winding
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000253225A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutake Senoo
和威 妹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000253225A priority Critical patent/JP2002076454A/en
Publication of JP2002076454A publication Critical patent/JP2002076454A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a superconductor device which enables to prevent its temperature rise when quenching occurs in a superconductor coil. SOLUTION: This superconductor device having a superconductor coil 1 that applies electricity under a superconducting condition is provided with an applying circuit 2 that applies overcurrent beyond the critical current to a part of a winding 1a when quenching occurs in the superconductor coil.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、超電導コイルを
備えた超電導装置に係り、特に超電導コイルにクエンチ
が発生した場合の装置の温度上昇の防止に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting device having a superconducting coil, and more particularly to a device for preventing a rise in temperature of a device when a quench occurs in the superconducting coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導コイルの一部で、巻線の動きによ
る滑り発熱等が生じると、温度上昇(〜数K)が起こり
超電導破壊が生じる。これにより常電導抵抗が発生する
と、もともと大電流を流していた超電導コイルにおい
て、急激な発熱が起こり、それが周囲に伝導するに従
い、常電導領域が拡大する。一般に電流密度の高い超電
導コイルほど大量の発熱が起こり、常電導に転移する温
度のマージンも小さく、常電導状態が拡大しやすい。
2. Description of the Related Art If a part of a superconducting coil generates sliding heat due to a movement of a winding, a temperature rise (up to several K) occurs and superconducting breakdown occurs. As a result, when a normal conduction resistance is generated, the superconducting coil, which had originally passed a large current, generates a sudden heat, and the normal conduction region expands as the heat is conducted to the surroundings. Generally, a superconducting coil having a higher current density generates a larger amount of heat, has a smaller temperature margin for transition to normal conduction, and tends to expand the normal conduction state.

【0003】ここで、常電導抵抗の拡大の速さと、コイ
ル巻線内の局所的温度上昇の関係を図9に基づいて説明
する。図において、1は超電導コイル、9は常電導抵
抗、9aはヒータで導入された常電導抵抗、10は強制
クエンチを発生されるためのヒータ、11はこのヒータ
10の電源である。
Here, the relationship between the speed of expansion of the normal conduction resistance and the local temperature rise in the coil winding will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a superconducting coil, 9 is a normal conducting resistance, 9a is a normal conducting resistance introduced by a heater, 10 is a heater for generating a forced quench, and 11 is a power supply of the heater 10.

【0004】まず、抵抗RとインダクタンスLとでなる
回路の減衰時定数τは、 τ=L/R により求められる。ここで、超電導コイルのインダクタ
ンスLは一定であり、Rは常電導抵抗である。この関係
から、図9の左列、a)、に示すように、常電導抵抗9
が広がりにくい場合は、電流の減衰が遅く、局所的な温
度上昇が発生し易く、高い温度にまで達することとな
る。この温度上昇は発熱量と比熱との関係から正確に求
めることができる。
First, a decay time constant τ of a circuit composed of a resistor R and an inductance L is obtained by τ = L / R. Here, the inductance L of the superconducting coil is constant, and R is the normal conduction resistance. From this relationship, as shown in the left column of FIG.
Is difficult to spread, current decay is slow, local temperature rise is likely to occur, and the temperature reaches a high temperature. This temperature rise can be accurately obtained from the relationship between the calorific value and the specific heat.

【0005】一般に超電導コイルの常電導転移時の最高
温度は〜200K以下になるように設計される必要があ
り、この温度上昇をなるべく低減する必要がある。この
ために、常電導領域内のある地点での温度上昇が、電流
の減衰速度が速ければ速いほど、低く抑えられることを
利用する。よって、常電導転移した超電導線における単
位長さあたりの抵抗は決まっているため、この常電導領
域をできるだけ速く拡大させて、超電導コイル巻線全体
での抵抗Rを大きくすることにより対応することが考え
られる。
In general, the maximum temperature of the superconducting coil at the time of normal conduction transition needs to be designed to be 200 K or less, and it is necessary to reduce this temperature rise as much as possible. For this purpose, the fact that the temperature rise at a certain point in the normal conduction region is suppressed lower as the current decay rate is faster is utilized. Therefore, since the resistance per unit length of the superconducting wire that has undergone normal conduction has been determined, it is possible to cope with this by expanding the normal conducting region as quickly as possible and increasing the resistance R of the entire superconducting coil winding. Conceivable.

【0006】従来の対応方法としては、図9の右列、
b)、に示すように、1箇所でも常電導領域が発生した
場合、それ以外の箇所に例えばヒータ10により強制的
に熱を加えることで常電導抵抗9aを導入し常電導領域
を速く広げ、電流減衰を速めて温度上昇を抑制する。こ
のような手法を、強制クエンチという。
[0006] As a conventional response method, the right column of FIG.
b) As shown in (b), when a normal conducting region is generated even in one place, the normal conducting resistor 9a is introduced by forcibly applying heat to the other places by, for example, the heater 10, thereby rapidly expanding the normal conducting region. Speeds up current decay and suppresses temperature rise. Such an approach is called forced quench.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の超電導装置の温
度上昇の抑制は上記のように行われ、強制クエンチ発生
のためにはヒータを使う必要があった。しかし、ヒータ
の断線や絶縁破壊などの問題点があった。さらには、例
えば化合物系の超電導線の巻線では、編みガラス繊維な
どの厚い絶縁被覆を備えているため、ヒータにより印加
した熱が効率よく伝わらず、超電導部の温度上昇に時間
遅れが発生するという問題点があった。
The suppression of the temperature rise in the conventional superconducting device is performed as described above, and it is necessary to use a heater to generate a forced quench. However, there are problems such as disconnection of the heater and dielectric breakdown. Furthermore, for example, in the winding of a compound-based superconducting wire, since a thick insulating coating such as a woven glass fiber is provided, heat applied by the heater is not efficiently transmitted, and a time delay occurs in the temperature rise of the superconducting portion. There was a problem.

【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためなされたもので、超電導コイルの一部にクエンチが
発生した際に、直ちに超電導コイルの他の部分に強制ク
エンチを発生させ、超電導装置の温度上昇を防止するこ
とができる超電導装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. When a quench occurs in one part of a superconducting coil, a forced quench is immediately generated in another part of the superconducting coil, and the superconducting device is provided. It is an object of the present invention to provide a superconducting device capable of preventing a temperature rise of the superconducting device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項1
の超電導装置は、超電導状態で電流を通電する超電導コ
イルを備えた超電導装置において、超電導コイルの巻線
の一部に、超電導コイルにクエンチが発生すると臨界電
流を越える過電流を通電する過電流印加回路を備えたも
のである。
Means for Solving the Problems Claim 1 according to the present invention.
Is a superconducting device provided with a superconducting coil that supplies a current in a superconducting state.In a superconducting device, a part of a winding of the superconducting coil is applied with an overcurrent that exceeds a critical current when a quench occurs in the superconducting coil. It has a circuit.

【0010】また、この発明に係る請求項2の超電導装
置は、請求項1において、過電流印加回路は、変圧器で
構成され、超電導コイルに変圧器の二次巻線側が接続さ
れているものである。
A superconducting device according to a second aspect of the present invention is the superconducting device according to the first aspect, wherein the overcurrent applying circuit comprises a transformer, and the secondary winding side of the transformer is connected to the superconducting coil. It is.

【0011】また、この発明に係る請求項3の超電導装
置は、請求項2において、過電流印加回路は、二次巻線
側が低温部に、一次巻線側が常温部に備えられているも
のである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a superconducting device according to the second aspect, wherein the overcurrent applying circuit is provided in the low temperature section on the secondary winding side and in the normal temperature section on the primary winding side. is there.

【0012】また、この発明に係る請求項4の超電導装
置は、請求項1ないし請求項3のいずれかにおいて、過
電流印加回路は、過電流印加時に、過電流が印加される
超電導コイルの巻線の一部に発生する磁界を打ち消す無
誘導巻線を備えたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a superconducting device according to any one of the first to third aspects, wherein the overcurrent application circuit is configured to include a winding of a superconducting coil to which an overcurrent is applied when the overcurrent is applied. It is provided with a non-inductive winding for canceling a magnetic field generated in a part of the wire.

【0013】また、この発明に係る請求項5の超電導装
置は、請求項1ないし請求項4のいずれかにおいて、過
電流印加回路が接続されている超電導コイルの巻線の一
部は、超電導コイルの巻線の最内層側のものである。
A superconducting device according to a fifth aspect of the present invention is the superconducting device according to any one of the first to fourth aspects, wherein a part of the winding of the superconducting coil to which the overcurrent applying circuit is connected is a superconducting coil. Of the innermost layer of the winding of FIG.

【0014】また、この発明に係る請求項6の超電導装
置は、請求項1ないし請求項5のいずれかにおいて、過
電流印加回路は、超電導コイルの異なる複数箇所にそれ
ぞれ接続され異なる箇所に過電流をそれぞれ印加するも
のである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a superconducting device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the overcurrent applying circuit is connected to a plurality of different portions of the superconducting coil, respectively. Are respectively applied.

【0015】また、この発明に係る請求項7の超電導装
置は、請求項1ないし請求項6のいずれかにおいて、過
電流印加回路に超電導コイルの励磁による誘導電流が流
れるのを防止する非線形素子を備えているものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a superconducting device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the non-linear element for preventing an induced current due to excitation of the superconducting coil from flowing in the overcurrent applying circuit. It is equipped.

【0016】また、この発明に係る請求項8の超電導装
置は、請求項1ないし請求項7のいずれかにおいて、超
電導コイルが複数の単位超電導コイルにて成り、過電流
印加回路が各単位超電導コイルにそれぞれ接続されてい
る複数の単位過電流印加回路にて成る場合、各単位超電
導コイルの何れかにクエンチが発生すると、全ての単位
過電流印加回路にて、全ての単位超電導コイルに過電流
を印加するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a superconducting device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the superconducting coil comprises a plurality of unit superconducting coils, and the overcurrent applying circuit comprises each unit superconducting coil. When a quench occurs in any of the unit superconducting coils, the overcurrent is applied to all the unit superconducting coils in all the unit superconducting coils. To be applied.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態について説明する。図1はこの発明の実施の
形態1の超電導装置の構成を示す図である。図におい
て、1は超電導コイル、1aはこの超電導コイルの巻線
の一部を示す。2は過電流印加回路であり、ここでは、
パルス電源3とトランス4とで構成されている。そし
て、トランス4の一次巻線4a側はパルス電源3に、二
次巻線4b側は超電導コイルの巻線の一部1aにそれぞ
れ接続されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a superconducting coil, and 1a denotes a part of a winding of the superconducting coil. Reference numeral 2 denotes an overcurrent application circuit.
It comprises a pulse power supply 3 and a transformer 4. The primary winding 4a of the transformer 4 is connected to the pulse power source 3, and the secondary winding 4b is connected to a part 1a of the winding of the superconducting coil.

【0018】次に、上記のように構成された実施の形態
1の超電導装置の動作について説明する。まず、超電導
コイル1にクエンチが発生したことを検出すると、パル
ス電源3を起動し、トランス4により超電導コイルの巻
線の一部1aに臨界電流を越える過電流を流す。過電流
印加回路2の超電導コイル1側がトランス4の二次巻線
4b側となっており、電磁誘導式でパルス的に大電流を
二次巻線4b側に流すことで、超電導コイルの巻線の一
部1aに強制的にクエンチを起こすことができる。
Next, the operation of the superconducting device of the first embodiment configured as described above will be described. First, when it is detected that quench has occurred in the superconducting coil 1, the pulse power supply 3 is started, and an overcurrent exceeding the critical current is caused to flow through a part 1a of the winding of the superconducting coil by the transformer 4. The superconducting coil 1 side of the overcurrent application circuit 2 is the secondary winding 4b side of the transformer 4, and a large current is applied to the secondary winding 4b in a pulsed manner by an electromagnetic induction method, so that the superconducting coil winding is formed. Can be forcibly quenched in part 1a of

【0019】上記のように構成された実施の形態1の超
電導装置は、トランス4にて過電流を印加しているた
め、十分な耐圧を確保することが可能になる。また、直
接電流を超電導コイルの巻線の一部1aに印加して、超
電導コイル1を常電導転移させるため、瞬時に広い領域
に常電導抵抗を導入でき、電流を直ちに減衰することが
できるため、装置の温度上昇を防止することができる。
In the superconducting device of the first embodiment configured as described above, since an overcurrent is applied by the transformer 4, it is possible to secure a sufficient withstand voltage. Also, since a direct current is applied to a part 1a of the winding of the superconducting coil to cause the superconducting coil 1 to transition to the normal conduction, the normal conduction resistance can be instantaneously introduced into a wide area, and the current can be immediately attenuated. In addition, it is possible to prevent the temperature of the device from rising.

【0020】また、上記実施の形態1においては、超電
導コイルの巻線の一部1aを特に限定していないが、例
えば図2に示すように、その箇所として、超電導コイル
の最内層巻線の位置を超電導コイルの巻線の一部1aと
して、過電流印加回路2を接続すれば、最内層巻線は負
荷率が高く電流通電可能な電流へのマージンが外層巻線
側より低いため、常電導までに導く電流が少なくてすみ
直ちに常電導となり、内層から外層への常電導の伝搬が
生じることですばやく超電導コイル1の軸方向に常電導
部分を導入できる。よって、装置の温度上昇をさらに低
減し超電導コイル保護を容易に行うことができる。
In the first embodiment, the part 1a of the winding of the superconducting coil is not particularly limited. For example, as shown in FIG. If the overcurrent application circuit 2 is connected with the position as a part 1a of the winding of the superconducting coil, the innermost winding has a higher load factor and a lower margin for the current that can be passed than the outer winding, so that the innermost winding has a lower margin than the outer winding. Normal current is conducted immediately after a small amount of current is led to the conduction, and normal conduction propagates from the inner layer to the outer layer, so that the normal conduction portion can be quickly introduced in the axial direction of the superconducting coil 1. Therefore, the temperature rise of the device can be further reduced and the superconducting coil can be easily protected.

【0021】実施の形態2.上記実施の形態1において
は、超電導コイルの1箇所に過電流印加回路2を接続す
る例を示したが、これに限られることはなく、超電導コ
イルの複数の異なる箇所に、過電流を印加するようにし
てもよい。その例を図3および図4を用いて説明する。
図3は上記実施の形態1と同様に超電導コイル1が形成
されている例を示す。図4は超電導コイルが直列接続さ
れた2台の超電導コイルにて形成される例を示す。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, an example in which the overcurrent application circuit 2 is connected to one location of the superconducting coil has been described. However, the present invention is not limited to this, and overcurrent is applied to a plurality of different locations of the superconducting coil. You may do so. An example will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows an example in which a superconducting coil 1 is formed as in the first embodiment. FIG. 4 shows an example in which a superconducting coil is formed by two superconducting coils connected in series.

【0022】各図において、上記実施の形態1と同様の
部分は同一符号を付して説明を省略する。過電流印加回
路2は超電導コイルの巻線の一部1aとしての複数の異
なる箇所にそれぞれ接続され、その各箇所に接続された
2次側巻線4bと1次側巻線4aとには鉄芯7が挿入さ
れている。図4においては、直列に接続された2台の超
電導コイルのそれぞれに過電流印加回路2が接続される
ように形成されている。
In each figure, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The overcurrent application circuit 2 is connected to each of a plurality of different locations as a part 1a of the winding of the superconducting coil, and the secondary winding 4b and the primary winding 4a connected to each location have iron. The core 7 is inserted. In FIG. 4, the overcurrent application circuit 2 is formed so as to be connected to each of two superconducting coils connected in series.

【0023】上記のように構成された実施の形態2の超
電導装置は、上記実施の形態1と同様の効果を奏するの
はもちろんのこと、上記実施の形態1の場合の1か所だ
けに過電流を印加する場合と比較して、複数箇所にて過
電流を印加するため、常電導抵抗の発生が速いため、装
置の温度上昇がさらに低減でき、超電導コイル保護が容
易になる。
The superconducting device according to the second embodiment configured as described above has the same effect as that of the first embodiment, and it is of course only one place in the case of the first embodiment. As compared with the case where a current is applied, since an overcurrent is applied at a plurality of locations, the occurrence of a normal conduction resistance is faster, so that the temperature rise of the device can be further reduced and the superconducting coil can be easily protected.

【0024】実施の形態3.図5はこの発明の実施の形
態3の超電導装置の構成を示す図である。図において、
上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明
を省略する。8は過電流印加時に、過電流が印加される
超電導コイルの巻線の一部1aに発生する磁界を打ち消
す無誘導巻線である。
Embodiment 3 FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure,
The same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 8 denotes a non-induction winding that cancels a magnetic field generated in a part 1a of the winding of the superconducting coil to which the overcurrent is applied when the overcurrent is applied.

【0025】このように構成すれば、上記各実施の形態
の同様の効果を奏するのはもちろんのこと、パルス電源
3により電源を印加して、超電導コイルの巻線の一部1
aに磁界が発生する場合、この磁界を無誘導巻線8が打
ち消すため、パルス印加を俊敏に超電導コイルの巻線の
一部1aに対して行うことができ、瞬時にクエンチを発
生させることができる。また、パルス印加を俊敏に与え
ることができるため、印加パワーを節約することにもつ
ながる。
With this configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained.
When a magnetic field is generated in the superconducting coil a, a non-inductive winding 8 cancels the magnetic field, so that a pulse can be applied to a part 1a of the winding of the superconducting coil quickly, and a quench can be instantaneously generated. it can. In addition, since the pulse application can be performed promptly, the applied power can be saved.

【0026】実施の形態4.図6はこの発明の実施の形
態5の超電導装置の構成を示す図である。図において、
上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明
を省略する。6は過電流印加回路2に超電導コイルの励
磁による誘導電流が流れるのを防止する非線形素子とし
ての整流素子で、ダイオードにて形成されている(尚、
図面上では整流素子6を便宜上1つのダイオードにて形
成するように示しているが、実際には発生すると考えら
れる誘導電流の大きさに応じて、所望の数のダイオード
を直列に複数個接続して形成するものである)。この場
合非線形素子であればよく、サイリスタなどにて形成す
ることも可能である。
Embodiment 4 FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure,
The same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 6 denotes a rectifying element as a non-linear element for preventing an induced current caused by excitation of the superconducting coil from flowing through the overcurrent applying circuit 2, and is formed by a diode (in addition,
In the drawing, the rectifying element 6 is shown as being formed by one diode for convenience, but a desired number of diodes are connected in series according to the magnitude of the induced current which is considered to actually occur. Is formed.) In this case, a non-linear element may be used, and a thyristor or the like may be used.

【0027】このように構成すれば、上記各実施の形態
の同様の効果を奏するのはもちろんのこと、超電導コイ
ルが励磁した場合でも、誘導電流は整流素子6の順方向
降下にて遮られ、過電流印加回路2に誘導電流が流れな
いため、超電導コイルが発生する磁場に変化を生じさせ
ることはない。
With this configuration, not only the same effects as in the above-described embodiments can be obtained, but also when the superconducting coil is excited, the induced current is interrupted by the forward drop of the rectifying element 6. Since no induced current flows through the overcurrent application circuit 2, there is no change in the magnetic field generated by the superconducting coil.

【0028】実施の形態5.図7はこの発明の実施の形
態5の超電導装置の構成を示す図である。図において、
上記各実施の形態の同様の部分は同一符号を付して説明
を省略する。5は超電導コイル1を内部に配設し、内部
雰囲気が低温状態に保持されているクライオスタット
で、トランス4の2次側巻線4bをこのクライオスタッ
ト5内に配設し、1次側巻線4aをクライオスタット5
外の常温部に配設する。
Embodiment 5 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to Embodiment 5 of the present invention. In the figure,
The same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 5 denotes a cryostat in which the superconducting coil 1 is disposed and the internal atmosphere is kept at a low temperature. The secondary winding 4b of the transformer 4 is disposed in the cryostat 5, and the primary winding 4a. Cryostat 5
Installed outside at room temperature.

【0029】このように構成すれば、上記各実施の形態
の同様の効果を奏するのはもちろんのこと、1次巻線4
a側に発生する熱がクライオスタット5内へ進入するこ
とがなく、クライオスタット5の冷媒としての例えば液
体ヘリウム等の消費が少なくてすむこととなる。
With this configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained, and the primary winding 4 can be used.
The heat generated on the side a does not enter the cryostat 5, so that the consumption of, for example, liquid helium as the refrigerant of the cryostat 5 can be reduced.

【0030】実施の形態6.図8はこの発明の実施の形
態の超電導装置の構成を示す図である。図において、上
記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を
省略する。ここでは、超電導装置の超電導コイル1に例
えば2台の独立した単位超電導コイル1が存在する場合
に付いて説明する。2台の単位超電導コイル1は互いに
隣接しており、磁気的に結合しているものが考えられ
る。尚、この場合は2台の単位超電導コイル1を例に説
明するがこれに限られることはなく、4台、6台などで
あってもその単位超電導コイルが磁気的に結合している
ものであれば有効的となる。
Embodiment 6 FIG. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Here, a case where two independent unit superconducting coils 1 are present in the superconducting coil 1 of the superconducting device will be described. It is conceivable that the two unit superconducting coils 1 are adjacent to each other and are magnetically coupled. In this case, two unit superconducting coils 1 will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and even if four or six units are used, the unit superconducting coils are magnetically coupled. If it is, it will be effective.

【0031】そして、その単位超電導コイル1毎に単位
過電流印加回路4を備える。ここでは、トランス4の2
次側巻線4bを単位超電導コイル毎にそれぞれ設け、各
2次側巻線4bと1次側巻線4aとは鉄芯7を介して結
合されている。
A unit overcurrent application circuit 4 is provided for each unit superconducting coil 1. Here, 2 of transformer 4
A secondary winding 4b is provided for each unit superconducting coil, and each secondary winding 4b and the primary winding 4a are coupled via an iron core 7.

【0032】このように構成すれば、上記各実施の形態
の同様の効果を奏するのはもちろんのこと、単位超電導
コイル1の内いずれか一方にクエンチが発生しても、同
時に他の単位超電導コイルにクエンチを発生させ上記各
実施の形態と同様に対応することができる。よって、ク
エンチが発生していない近接配置され磁気的に結合する
他の単位超電導コイルも、同時に常電導領域を導入し保
護することができる。
With this configuration, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained, and even if a quench occurs in any one of the unit superconducting coils 1, the other unit superconducting coils 1 And a quench can be generated in the same manner as in the above embodiments. Therefore, other unit superconducting coils that are closely arranged and magnetically coupled, in which no quench occurs, can be simultaneously protected by introducing the normal conducting region.

【0033】尚、上記各実施の形態においては特に示さ
なかったが、それぞれ別々に示した実施の形態の構成で
あっても、適宜組み合わせて構成することは可能であ
り、それぞれの効果を奏することはいうまでもない。
Although not particularly shown in each of the above embodiments, the configurations of the embodiments separately shown can be appropriately combined and configured, and the respective effects can be obtained. Needless to say.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、超電導状態で電流を通電する超電導コイルを備え
た超電導装置において、超電導コイルの巻線の一部に、
超電導コイルにクエンチが発生すると臨界電流を越える
過電流を通電する過電流印加回路を備えたので、直ちに
超電導コイルにクエンチを発生させることができる超電
導装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a superconducting device provided with a superconducting coil for supplying a current in a superconducting state, a part of the winding of the superconducting coil includes:
Since an overcurrent application circuit for applying an overcurrent exceeding a critical current when a quench occurs in the superconducting coil is provided, it is possible to provide a superconducting device that can immediately generate a quench in the superconducting coil.

【0035】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、過電流印加回路は、変圧器で構成され、
超電導コイルに変圧器の二次巻線側が接続されているの
で、耐圧性に優れた超電導装置を提供することが可能と
なる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the overcurrent application circuit includes a transformer.
Since the secondary winding side of the transformer is connected to the superconducting coil, it is possible to provide a superconducting device excellent in pressure resistance.

【0036】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、過電流印加回路は、二次巻線側が低温部
に、一次巻線側が常温部に備えられているので、超電導
コイルの臨界温度に障害を与えることのない超電導装置
を提供することが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the overcurrent application circuit is provided with the secondary winding side in the low temperature part and the primary winding side in the normal temperature part. It is possible to provide a superconducting device that does not impair the critical temperature of the superconducting device.

【0037】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1ないし請求項3のいずれかにおいて、過電流印加回
路は、過電流印加時に、過電流が印加される超電導コイ
ルの巻線の一部に発生する磁界を打ち消す無誘導巻線を
備えたので、直ちに過電流を印加することができる超電
導装置を提供することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the overcurrent applying circuit is configured such that, when the overcurrent is applied, the winding of the superconducting coil to which the overcurrent is applied. Since a non-induction winding for canceling a magnetic field generated partially is provided, it is possible to provide a superconducting device to which an overcurrent can be applied immediately.

【0038】また、この発明の請求項5によれば、請求
項1ないし請求項4のいずれかにおいて、過電流印加回
路が接続されている超電導コイルの巻線の一部は、超電
導コイルの巻線の最内層側なので、効率よくクエンチを
発生させることができる超電導装置を提供することが可
能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a part of the winding of the superconducting coil to which the overcurrent applying circuit is connected is replaced with the winding of the superconducting coil. Because it is the innermost layer side of the wire, it is possible to provide a superconducting device that can efficiently generate quench.

【0039】また、この発明の請求項6によれば、請求
項1ないし請求項5のいずれかにおいて、過電流印加回
路は、超電導コイルの異なる複数箇所にそれぞれ接続さ
れ異なる箇所に過電流をそれぞれ印加するので、効率よ
くクエンチを発生させることができる超電導装置を提供
することが可能となる。
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the overcurrent application circuit is connected to a plurality of different portions of the superconducting coil and applies the overcurrent to the different portions. Because the voltage is applied, it is possible to provide a superconducting device that can efficiently generate quench.

【0040】また、この発明の請求項7によれば、請求
項1ないし請求項6のいずれかにおいて、過電流印加回
路に超電導コイルの励磁による誘導電流が流れるのを防
止する非線形素子を備えているので、超電導コイルの励
磁に支障を生じることのない超電導装置を提供すること
が可能となる。
According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the overcurrent application circuit includes a non-linear element for preventing a current induced by excitation of the superconducting coil from flowing. Therefore, it is possible to provide a superconducting device that does not hinder excitation of the superconducting coil.

【0041】また、この発明の請求項8によれば、請求
項1ないし請求項7のいずれかにおいて、超電導コイル
が複数の単位超電導コイルにて成り、過電流印加回路が
各単位超電導コイルにそれぞれ接続されている複数の単
位過電流印加回路にて成る場合、各単位超電導コイルの
何れかにクエンチが発生すると、全ての単位過電流印加
回路にて、全ての単位超電導コイルに過電流を印加する
ので、複数の単位超電導コイルを同時に保護することが
できる超電導装置を提供することが可能となる。
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the superconducting coil comprises a plurality of unit superconducting coils, and the overcurrent applying circuit is provided for each unit superconducting coil. When a quench occurs in any of the unit superconducting coils in the case of a plurality of connected unit overcurrent applying circuits, all the unit supercurrent applying circuits apply an overcurrent to all the unit superconducting coils. Therefore, it is possible to provide a superconducting device capable of simultaneously protecting a plurality of unit superconducting coils.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による超電導装置の
超電導コイルの構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a superconducting coil of the superconducting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態5による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態6による超電導装置の
構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a superconducting device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】 従来の超電導装置の構成および問題点を説明
するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration and problems of a conventional superconducting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超電導コイル、1a 超電導コイルの巻線の一部、
2 過電流印加回路、3 パルス電源、4 トランス、
4a 1次側巻線、4b 2次側巻線、5 クライオス
タット、6 整流素子、7 鉄芯、8 無誘導巻線。
1 superconducting coil, 1a part of superconducting coil winding,
2 Overcurrent application circuit, 3 pulse power supply, 4 transformers,
4a Primary winding, 4b Secondary winding, 5 cryostat, 6 rectifying element, 7 iron core, 8 non-inductive winding.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超電導状態で電流を通電する超電導コイ
ルを備えた超電導装置において、上記超電導コイルの巻
線の一部に、上記超電導コイルにクエンチが発生すると
臨界電流を越える過電流を通電する過電流印加回路を備
えたことを特徴とする超電導装置。
1. A superconducting device having a superconducting coil for supplying a current in a superconducting state, wherein when a quench occurs in the superconducting coil, a part of a winding of the superconducting coil is supplied with an overcurrent exceeding a critical current. A superconducting device comprising a current application circuit.
【請求項2】 過電流印加回路は、変圧器で構成され、
超電導コイルに上記変圧器の二次巻線側が接続されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の超電導装置。
2. The overcurrent application circuit includes a transformer,
The superconducting device according to claim 1, wherein a secondary winding side of the transformer is connected to a superconducting coil.
【請求項3】 過電流印加回路は、二次巻線側が低温部
に、一次巻線側が常温部に備えられていることを特徴と
する請求項2に記載の超電導装置。
3. The superconducting device according to claim 2, wherein the overcurrent application circuit has a secondary winding side provided in a low temperature section and a primary winding side provided in a normal temperature section.
【請求項4】 過電流印加回路は、過電流印加時に、上
記過電流が印加される超電導コイルの巻線の一部に発生
する磁界を打ち消す無誘導巻線を備えたことを特徴とす
る請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の超電導装
置。
4. The overcurrent application circuit includes a non-induction winding for canceling a magnetic field generated in a part of a winding of the superconducting coil to which the overcurrent is applied when the overcurrent is applied. The superconducting device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 過電流印加回路が接続されている超電導
コイルの巻線の一部は、上記超電導コイルの巻線の最内
層側であることを特徴とする請求項1ないし請求項4の
いずれかに記載の超電導装置。
5. The superconducting coil according to claim 1, wherein a part of the winding of the superconducting coil to which the overcurrent applying circuit is connected is an innermost layer of the winding of the superconducting coil. A superconducting device according to any one of the above.
【請求項6】 過電流印加回路は、超電導コイルの異な
る複数箇所にそれぞれ接続され上記異なる箇所に過電流
をそれぞれ印加することを特徴とする請求項1ないし請
求項5のいずれかに記載の超電導装置。
6. The superconducting circuit according to claim 1, wherein the overcurrent applying circuit is connected to each of a plurality of different locations of the superconducting coil and applies an overcurrent to each of the different locations. apparatus.
【請求項7】 過電流印加回路に超電導コイルの励磁に
よる誘導電流が流れるのを防止する非線形素子を備えて
いることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれ
かに記載の超電導装置。
7. The superconducting device according to claim 1, further comprising a non-linear element for preventing a current induced by excitation of the superconducting coil from flowing in the overcurrent applying circuit.
【請求項8】 超電導コイルが複数の単位超電導コイル
にて成り、過電流印加回路が各単位超電導コイルにそれ
ぞれ接続されている複数の単位過電流印加回路にて成る
場合、上記各単位超電導コイルの何れかにクエンチが発
生すると、全ての上記単位過電流印加回路にて、全ての
上記単位超電導コイルに過電流を印加することを特徴と
する請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の超電導
装置。
8. When the superconducting coil is composed of a plurality of unit superconducting coils and the overcurrent applying circuit is composed of a plurality of unit overcurrent applying circuits respectively connected to the unit superconducting coils, The superconducting device according to any one of claims 1 to 7, wherein when a quench occurs in any of the units, an overcurrent is applied to all the unit superconducting coils in all the unit overcurrent applying circuits. apparatus.
JP2000253225A 2000-08-24 2000-08-24 Superconductor device Pending JP2002076454A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000253225A JP2002076454A (en) 2000-08-24 2000-08-24 Superconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000253225A JP2002076454A (en) 2000-08-24 2000-08-24 Superconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002076454A true JP2002076454A (en) 2002-03-15

Family

ID=18742350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000253225A Pending JP2002076454A (en) 2000-08-24 2000-08-24 Superconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002076454A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145933A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社 日立メディコ Superconducting magnet device, superconducting coil protection method, and magnetic resonance imaging device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145933A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社 日立メディコ Superconducting magnet device, superconducting coil protection method, and magnetic resonance imaging device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7701677B2 (en) Inductive quench for magnet protection
US7196883B2 (en) Superconducting magnet system with quench protection circuit
US7477492B2 (en) Superconducting magnet system
JP4802762B2 (en) Multi-coil superconducting magnet
KR20050031750A (en) Resistive type superconducting fault current limiter
US6507259B2 (en) Actively shielded superconducting magnet with protection means
JP4933034B2 (en) Superconducting coil protection device, NMR device and MRI device
JP3699448B2 (en) Superconducting device comprising an inductive current limiter unit using a high Tc superconducting material
US6751075B2 (en) Superconducting fault current controller/current controller
JPH05300644A (en) Superconducting current limiter
US20150255200A1 (en) Fast Superconducting Switch for Superconducting Power Devices
JPH0586052B2 (en)
JP2002076454A (en) Superconductor device
JPH11102808A (en) Method of protecting superconducting magnet device against quenching
US7532443B2 (en) Current-limiting device having a superconductive switching element
JPH11102807A (en) Protection circuit against quenching for superconducting magnet
JP2016119431A (en) Superconducting magnet device
CN114846632A (en) Superconducting switch
GB2540623A (en) Superconducting winding arrangements
JPS6086808A (en) Protective device for superconducting device
JPS61115308A (en) Superconducting device
JP2016051833A (en) Superconducting electromagnet device
Kim et al. Detect-and-activate-the-heater protection technique for YBCO coils
JPH04125021A (en) Superconducting magnet protector
JP6463987B2 (en) Superconducting electromagnet device