JP2983323B2 - 超電導磁石装置およびその運転方法 - Google Patents
超電導磁石装置およびその運転方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導磁石装置およびそ
の運転方法に係り、特に永久電流スイツチを有する例え
ば磁気共鳴イメージング装置等に好適な超電導磁石装置
およびこの超電導磁石装置を永久電流モードで運転する
ための方法に関する。
の運転方法に係り、特に永久電流スイツチを有する例え
ば磁気共鳴イメージング装置等に好適な超電導磁石装置
およびこの超電導磁石装置を永久電流モードで運転する
ための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の超電導磁石装置については、特
開昭５０−６２３９３号公報、実開昭６３−１６５８１
２号公報、特開昭６１−５５２７５号公報などで詳しく
紹介されている。すなわち、特開昭５０−６２３９３号
公報には、永久電流スイツチを構成する超電導線に局部
的高磁界を加えてこれを常電導転移させることにより永
久電流スイツチを開状態とすることが、実開昭６３−１
６５８１２号公報には、冷媒として液体窒素を用いた熱
式永久電流スイツチを備えた超電導磁石装置が、また特
開昭６１−５５２７５号公報には、永久電流スイツチを
構成する超電導線にヒータを巻き付けた構造がそれぞれ
示されている。
開昭５０−６２３９３号公報、実開昭６３−１６５８１
２号公報、特開昭６１−５５２７５号公報などで詳しく
紹介されている。すなわち、特開昭５０−６２３９３号
公報には、永久電流スイツチを構成する超電導線に局部
的高磁界を加えてこれを常電導転移させることにより永
久電流スイツチを開状態とすることが、実開昭６３−１
６５８１２号公報には、冷媒として液体窒素を用いた熱
式永久電流スイツチを備えた超電導磁石装置が、また特
開昭６１−５５２７５号公報には、永久電流スイツチを
構成する超電導線にヒータを巻き付けた構造がそれぞれ
示されている。
【０００３】一般に超電導磁石装置は直流励磁され、励
磁後、永久電流モードで運転される例が多い。このよう
に永久電流モードで運転する技術的利点は、励磁後に直
流電源が不要になり、時間的に殆ど変化しない一定磁場
を発生でき、励磁に使用されるパワーリード部からの熱
侵入も低減できるなどの点にある。永久電流スイツチは
通常超電導線を電気的に無誘導となるように巻回してイ
ンダクタンスを極小にする。この超電導線の巻線部にヒ
ータなどを近接して配置し、別置された電源からこのヒ
ータなどに電力を供給し、上記巻線部の温度を上昇させ
るなどして超電導線を超電導状態、すなわち抵抗が零の
スイツチ閉状態から常電導状態、すなわち有限の抵抗を
持たせたスイツチ開状態に転移させる。このような構成
の永久電流スイツチを超電導コイル部と並列に接続し、
超電導コイルの励磁運転中は永久電流スイツチを有限の
抵抗を持つスイツチ開状態（常電導状態）に維持し、励
磁完了後は永久電流スイツチを抵抗が零のスイツチ閉状
態（超電導状態）にして永久電流モードに移行させて運
転するのが普通である。永久電流スイツチを構成する超
電導線のマトリクスとしては固有抵抗の大きいＣｕ−Ｎ
ｉ合金などを用いるのが普通であるが、その理由は永久
電流スイツチを有限の抵抗を持つスイツチ開状態で使用
する場合、その抵抗値はできるだけ大きくした方が高速
で超電導コイルを励消磁するときの冷媒の蒸発損失が少
なくなるからである。このため、近年の永久電流スイツ
チ用超電導線材はＣｕ−Ｎｉ合金でもＮｉ含有率を高く
してＮｉ含有率が３０％程度のマトリクスとするのが通
例である。
磁後、永久電流モードで運転される例が多い。このよう
に永久電流モードで運転する技術的利点は、励磁後に直
流電源が不要になり、時間的に殆ど変化しない一定磁場
を発生でき、励磁に使用されるパワーリード部からの熱
侵入も低減できるなどの点にある。永久電流スイツチは
通常超電導線を電気的に無誘導となるように巻回してイ
ンダクタンスを極小にする。この超電導線の巻線部にヒ
ータなどを近接して配置し、別置された電源からこのヒ
ータなどに電力を供給し、上記巻線部の温度を上昇させ
るなどして超電導線を超電導状態、すなわち抵抗が零の
スイツチ閉状態から常電導状態、すなわち有限の抵抗を
持たせたスイツチ開状態に転移させる。このような構成
の永久電流スイツチを超電導コイル部と並列に接続し、
超電導コイルの励磁運転中は永久電流スイツチを有限の
抵抗を持つスイツチ開状態（常電導状態）に維持し、励
磁完了後は永久電流スイツチを抵抗が零のスイツチ閉状
態（超電導状態）にして永久電流モードに移行させて運
転するのが普通である。永久電流スイツチを構成する超
電導線のマトリクスとしては固有抵抗の大きいＣｕ−Ｎ
ｉ合金などを用いるのが普通であるが、その理由は永久
電流スイツチを有限の抵抗を持つスイツチ開状態で使用
する場合、その抵抗値はできるだけ大きくした方が高速
で超電導コイルを励消磁するときの冷媒の蒸発損失が少
なくなるからである。このため、近年の永久電流スイツ
チ用超電導線材はＣｕ−Ｎｉ合金でもＮｉ含有率を高く
してＮｉ含有率が３０％程度のマトリクスとするのが通
例である。
【０００４】従来の永久電流スイツチを備えた超電導磁
石装置の回路構成例を図４に示す。この図４において、
１は超電導コイルで、多数回巻回された構造で大きなイ
ンダクタンスを持つている。超電導コイル１にはパワー
リード２Ａ，２Ｂが接続されており、このパワーリード
２Ａ，２Ｂおよび電源スイツチ３を介して直流電源４に
より励磁されるように構成されている。５は超電導コイ
ル１と並列に接続された超電導線６とこれに近接して組
込まれたヒータ７とからなる永久電流スイツチである。
超電導線６は無誘導巻きされ、そのマトリクスとしては
高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金が用いられている。ヒータ
７はＭｎ−Ｎｉ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などの高固有抵抗
材からなり、ヒータ加熱用リード線８Ａ，８Ｂおよびヒ
ータ用スイツチ９を介してヒータ加熱用電源１０により
加熱されるように構成されている。したがつて、ヒータ
用スイツチ９をオン、オフしてヒータ７を加熱、冷却す
ることにより、超電導線６を常電導状態あるいは超電導
状態に転移し、永久電流スイツチ５の開閉切換を行なう
ことができる。上記構成部品のうち、超電導コイル１、
パワーリード２Ａ，２Ｂ、永久電流スイツチ５、ヒータ
加熱用リード線８Ａ，８Ｂなどは破線で示すクライオス
タツト１１に収納され、極低温冷媒で冷却されたクライ
オスタツト１１により冷却されるように構成されてい
る。なお、超電導コイル１のインダクタンスは永久電流
スイツチ５を構成する超電導線６のインダクタンスより
も充分大きくなるように設計、製作されている。
石装置の回路構成例を図４に示す。この図４において、
１は超電導コイルで、多数回巻回された構造で大きなイ
ンダクタンスを持つている。超電導コイル１にはパワー
リード２Ａ，２Ｂが接続されており、このパワーリード
２Ａ，２Ｂおよび電源スイツチ３を介して直流電源４に
より励磁されるように構成されている。５は超電導コイ
ル１と並列に接続された超電導線６とこれに近接して組
込まれたヒータ７とからなる永久電流スイツチである。
超電導線６は無誘導巻きされ、そのマトリクスとしては
高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金が用いられている。ヒータ
７はＭｎ−Ｎｉ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などの高固有抵抗
材からなり、ヒータ加熱用リード線８Ａ，８Ｂおよびヒ
ータ用スイツチ９を介してヒータ加熱用電源１０により
加熱されるように構成されている。したがつて、ヒータ
用スイツチ９をオン、オフしてヒータ７を加熱、冷却す
ることにより、超電導線６を常電導状態あるいは超電導
状態に転移し、永久電流スイツチ５の開閉切換を行なう
ことができる。上記構成部品のうち、超電導コイル１、
パワーリード２Ａ，２Ｂ、永久電流スイツチ５、ヒータ
加熱用リード線８Ａ，８Ｂなどは破線で示すクライオス
タツト１１に収納され、極低温冷媒で冷却されたクライ
オスタツト１１により冷却されるように構成されてい
る。なお、超電導コイル１のインダクタンスは永久電流
スイツチ５を構成する超電導線６のインダクタンスより
も充分大きくなるように設計、製作されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
永久電流スイツチにおいては、永久電流モード運転時に
電流を流す超電導線のほかに、超電導線近傍にこれを加
熱するためのヒータや超電導線に局部的高磁界を加える
ための励磁用小コイルなどを組込む必要があつた。その
ため、永久電流スイツチを小形軽量化しにくく、永久電
流スイツチの熱容量が増加し、ヒータなどに与える入熱
を大きくしてやらないと永久電流スイツチが常電導状態
に転移せず、この間に冷媒の蒸発量が多くなるばかりで
なく、永久電流スイツチの開閉切換に要する時間も長く
なるという問題があつた。
永久電流スイツチにおいては、永久電流モード運転時に
電流を流す超電導線のほかに、超電導線近傍にこれを加
熱するためのヒータや超電導線に局部的高磁界を加える
ための励磁用小コイルなどを組込む必要があつた。その
ため、永久電流スイツチを小形軽量化しにくく、永久電
流スイツチの熱容量が増加し、ヒータなどに与える入熱
を大きくしてやらないと永久電流スイツチが常電導状態
に転移せず、この間に冷媒の蒸発量が多くなるばかりで
なく、永久電流スイツチの開閉切換に要する時間も長く
なるという問題があつた。
【０００６】したがつて、本発明の目的とするところ
は、小形軽量でかつ高速度で開閉切換できる永久電流ス
イツチを備えた超電導磁石装置およびその運転方法を提
供するにある。
は、小形軽量でかつ高速度で開閉切換できる永久電流ス
イツチを備えた超電導磁石装置およびその運転方法を提
供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、永久電流ス
イツチを構成する高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金マトリク
スを有する超電導線は、直流電流を充分流すことはでき
るが、交流もしくはパルス状の電流を流すと、その電流
が小さい場合でも、高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金マトリ
クスの発熱に起因すると考えられる温度上昇のために、
超電導状態から常電導状態に容易に転移することを実験
により見出した。
イツチを構成する高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金マトリク
スを有する超電導線は、直流電流を充分流すことはでき
るが、交流もしくはパルス状の電流を流すと、その電流
が小さい場合でも、高固有抵抗のＣｕ−Ｎｉ合金マトリ
クスの発熱に起因すると考えられる温度上昇のために、
超電導状態から常電導状態に容易に転移することを実験
により見出した。
【０００８】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、上述の目的を達成するために、電流リードを
介して高固有抵抗マトリクスを有する超電導線からなる
永久電流スイツチの巻線部の少なくとも一部に、交流も
しくはパルス状の電力を供給する電源を設けるととも
に、上記永久電流スイッチの巻線部を無誘導巻きされた
超電導線で構成し、上記電流リードの一方を無誘導巻き
された超電導線の巻戻し折返し点付近から引き出したこ
とを特徴とし、また直流をしゃ断する素子を介して上記
永久電流スイッチの巻線部に交流もしくはパルス状の電
力を供給する電源を設けたことを特徴とし、さらに上記
永久電流スイツチの巻線部の少なくとも一部に、交流も
しくはパルス状の電力を供給しこの巻線部を構成する超
電導線を常電導状態に転移させて永久電流スイツチを開
状態とし、この開状態で超電導コイルを励磁し、励磁完
了後、永久電流スイツチの巻線部への交流もしくはパル
ス状の電力の供給を停止し、この巻線部を構成する超電
導線を超電導状態に転移させて永久電流スイツチを閉状
態とし、その後、超電導コイルの励磁を停止して超電導
コイルの電流が永久電流スイツチに流れる永久電流モー
ドで超電導磁石装置を運転することを特徴とする。
たもので、上述の目的を達成するために、電流リードを
介して高固有抵抗マトリクスを有する超電導線からなる
永久電流スイツチの巻線部の少なくとも一部に、交流も
しくはパルス状の電力を供給する電源を設けるととも
に、上記永久電流スイッチの巻線部を無誘導巻きされた
超電導線で構成し、上記電流リードの一方を無誘導巻き
された超電導線の巻戻し折返し点付近から引き出したこ
とを特徴とし、また直流をしゃ断する素子を介して上記
永久電流スイッチの巻線部に交流もしくはパルス状の電
力を供給する電源を設けたことを特徴とし、さらに上記
永久電流スイツチの巻線部の少なくとも一部に、交流も
しくはパルス状の電力を供給しこの巻線部を構成する超
電導線を常電導状態に転移させて永久電流スイツチを開
状態とし、この開状態で超電導コイルを励磁し、励磁完
了後、永久電流スイツチの巻線部への交流もしくはパル
ス状の電力の供給を停止し、この巻線部を構成する超電
導線を超電導状態に転移させて永久電流スイツチを閉状
態とし、その後、超電導コイルの励磁を停止して超電導
コイルの電流が永久電流スイツチに流れる永久電流モー
ドで超電導磁石装置を運転することを特徴とする。
【０００９】なお、ここでいう交流もしくはパルス状の
電力には、若干の直流分を含むものも含包する。
電力には、若干の直流分を含むものも含包する。
【００１０】
【作用】本発明による超電導磁石装置およびその運転方
法は、ヒータなどを用いることなく、その永久電流スイ
ツチの巻線部を構成する超電導線の少なくとも一部に直
接交流もしくはパルス状の電流を流すことにより、超電
導線の高固有抵抗マトリクス自身を発熱させて超電導状
態から常電導状態に転移させるので、従来のヒータなど
を組込む必要がなく、永久電流スイツチを小形軽量化で
きるとともに、ヒータなどで超電導線を間接的に加熱す
る場合に比べて永久電流スイツチの開閉切換動作を高速
度で行なうことができる。
法は、ヒータなどを用いることなく、その永久電流スイ
ツチの巻線部を構成する超電導線の少なくとも一部に直
接交流もしくはパルス状の電流を流すことにより、超電
導線の高固有抵抗マトリクス自身を発熱させて超電導状
態から常電導状態に転移させるので、従来のヒータなど
を組込む必要がなく、永久電流スイツチを小形軽量化で
きるとともに、ヒータなどで超電導線を間接的に加熱す
る場合に比べて永久電流スイツチの開閉切換動作を高速
度で行なうことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図示の各実施例について説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を示す超電導磁石
装置の回路構成図で、図４と同一符号は同一物または相
当物を示す。この実施例が図４の従来例と相違している
ところは、ヒータ４が削除され、その代りに永久電流ス
イツチ５の巻線部を構成する無誘導巻きされた超電導線
６の巻線途中の接続点６ａと巻戻し折返し点６ｂから電
流リード線１２Ａ，１２Ｂが引き出され、これらにブロ
ツキングコンデンサ１３Ａ，１３Ｂおよびスイツチ９を
介して、交流もしくはパルス状の電力を供給する電源
（以下交流電源という）１４が接続されていることであ
る。上記ブロツキングコンデンサ１３Ａ，１３Ｂは直流
電流をしや断するフイルタとして設置されたもので、超
電導コイル１の励消磁時やクエンチ時に有害な電圧が永
久電流スイツチ用の交流電源１４や電流リード線１２
Ａ，１２Ｂに発生しないように作用する。回路上の接続
点１５Ａ，１５Ｂから見たインダクタンスは超電導コイ
ル１で充分に大きく、超電導線６で充分に小さくなつて
いる。また、超電導線６が常電導状態に転移したときの
上記両接続点１５Ａ，１５Ｂ間の永久電流スイツチ５の
抵抗値は必要な大きさまでとれるように超電導線６の長
さや永久電流スイツチ５の冷却構造が設定されるととも
に、交流電源１４も超電導線６のマトリクス部分に相応
の発熱を生じさせるだけの容量を有している。
装置の回路構成図で、図４と同一符号は同一物または相
当物を示す。この実施例が図４の従来例と相違している
ところは、ヒータ４が削除され、その代りに永久電流ス
イツチ５の巻線部を構成する無誘導巻きされた超電導線
６の巻線途中の接続点６ａと巻戻し折返し点６ｂから電
流リード線１２Ａ，１２Ｂが引き出され、これらにブロ
ツキングコンデンサ１３Ａ，１３Ｂおよびスイツチ９を
介して、交流もしくはパルス状の電力を供給する電源
（以下交流電源という）１４が接続されていることであ
る。上記ブロツキングコンデンサ１３Ａ，１３Ｂは直流
電流をしや断するフイルタとして設置されたもので、超
電導コイル１の励消磁時やクエンチ時に有害な電圧が永
久電流スイツチ用の交流電源１４や電流リード線１２
Ａ，１２Ｂに発生しないように作用する。回路上の接続
点１５Ａ，１５Ｂから見たインダクタンスは超電導コイ
ル１で充分に大きく、超電導線６で充分に小さくなつて
いる。また、超電導線６が常電導状態に転移したときの
上記両接続点１５Ａ，１５Ｂ間の永久電流スイツチ５の
抵抗値は必要な大きさまでとれるように超電導線６の長
さや永久電流スイツチ５の冷却構造が設定されるととも
に、交流電源１４も超電導線６のマトリクス部分に相応
の発熱を生じさせるだけの容量を有している。
【００１３】上述のように構成された超電導磁石装置の
運転方法について説明する。まずスイツチ９を閉じ交流
電源１４により接続点６ａと折返し点６ｂ間の超電導線
６の一部に交流もしくはパルス状の電流を流して超電導
線６を常電導状態、すなわち永久電流スイツチ５を開状
態とし、次いで電源スイツチ３を閉じて直流電源４によ
り超電導コイル１を励磁し、励磁完了後、スイツチ９を
開いて交流電源１４を切り離す。これにより超電導線６
での発熱はなくなり、超電導線６は周辺の冷媒によつて
急速に冷却されて超電導状態に復帰し、永久電流スイツ
チは閉状態となる。その後、直流電源２から供給される
電流を順次減少させてゆくと、超電導コイル１の電流は
永久電流スイツチ５に流れ込んでゆき、永久電流モード
に移行する。この状態では電源スイツチ３を開き直流電
源４を切り離して運転する。消磁運転は上記励磁運転の
場合と逆の手順で運転する。
運転方法について説明する。まずスイツチ９を閉じ交流
電源１４により接続点６ａと折返し点６ｂ間の超電導線
６の一部に交流もしくはパルス状の電流を流して超電導
線６を常電導状態、すなわち永久電流スイツチ５を開状
態とし、次いで電源スイツチ３を閉じて直流電源４によ
り超電導コイル１を励磁し、励磁完了後、スイツチ９を
開いて交流電源１４を切り離す。これにより超電導線６
での発熱はなくなり、超電導線６は周辺の冷媒によつて
急速に冷却されて超電導状態に復帰し、永久電流スイツ
チは閉状態となる。その後、直流電源２から供給される
電流を順次減少させてゆくと、超電導コイル１の電流は
永久電流スイツチ５に流れ込んでゆき、永久電流モード
に移行する。この状態では電源スイツチ３を開き直流電
源４を切り離して運転する。消磁運転は上記励磁運転の
場合と逆の手順で運転する。
【００１４】この実施例によれば、電流リード線の一方
１２Ｂを巻戻し折返し点６ｂ、すなわち無誘導巻きされ
た超電導線６の巻線に沿つた長さ方向でどちらの端子か
らも同等のインダクタンスを有する点から引き出したの
で、超電導コイル１がクエンチした場合に電流リード線
の電位上昇を防ぐことができる。
１２Ｂを巻戻し折返し点６ｂ、すなわち無誘導巻きされ
た超電導線６の巻線に沿つた長さ方向でどちらの端子か
らも同等のインダクタンスを有する点から引き出したの
で、超電導コイル１がクエンチした場合に電流リード線
の電位上昇を防ぐことができる。
【００１５】なお、ブロツキングコンデンサ１３Ａ，１
３Ｂは交流電源１４の性能によつてその一方もしくは両
方を設けずに電流リード線１２Ａ，１２Ｂを直接交流電
源１４に接続することもでき、また電流リード線１２
Ａ，１２Ｂを引き出す超電導線６の接続点としては、巻
き戻し折返し点６ｂに限らず、接続点６ａとの関係で超
電導線６の適切な部位を選択すればよい。
３Ｂは交流電源１４の性能によつてその一方もしくは両
方を設けずに電流リード線１２Ａ，１２Ｂを直接交流電
源１４に接続することもでき、また電流リード線１２
Ａ，１２Ｂを引き出す超電導線６の接続点としては、巻
き戻し折返し点６ｂに限らず、接続点６ａとの関係で超
電導線６の適切な部位を選択すればよい。
【００１６】図２は本発明の他の実施例を示す超電導磁
石装置の回路構成図である。この実施例では、図２に示
す交流もしくはパルス状の電流を供給するための電流リ
ード線１２Ａ，１２Ｂのうちの一方１２Ａを超電導コイ
ル１の一方のパワーリード２Ａで兼用している。その他
の構成および動作は図１の実施例と同様である。
石装置の回路構成図である。この実施例では、図２に示
す交流もしくはパルス状の電流を供給するための電流リ
ード線１２Ａ，１２Ｂのうちの一方１２Ａを超電導コイ
ル１の一方のパワーリード２Ａで兼用している。その他
の構成および動作は図１の実施例と同様である。
【００１７】この実施例によれば、常温部から低温のク
ライオスタツト１１内に貫通する電流リード線１２Ａを
省略できるので、クライオスタツト１１内への熱侵入を
軽減することができる。
ライオスタツト１１内に貫通する電流リード線１２Ａを
省略できるので、クライオスタツト１１内への熱侵入を
軽減することができる。
【００１８】図３は本発明の更に他の実施例を示す超電
導磁石装置の回路構成図である。この実施例では、超電
導コイル１の両パワーリード２Ａ，２Ｂをそのまま用い
て交流電源１４から超電導線６に交流もしくはパルス状
の電流を供給するようにしている。すなわち、電流リー
ド線１２Ａ，１２Ｂの両方を超電導コイル１の両方のパ
ワーリード２Ａ，２Ｂで兼用している。その他の構成お
よび動作は上記各実施例と同様である。
導磁石装置の回路構成図である。この実施例では、超電
導コイル１の両パワーリード２Ａ，２Ｂをそのまま用い
て交流電源１４から超電導線６に交流もしくはパルス状
の電流を供給するようにしている。すなわち、電流リー
ド線１２Ａ，１２Ｂの両方を超電導コイル１の両方のパ
ワーリード２Ａ，２Ｂで兼用している。その他の構成お
よび動作は上記各実施例と同様である。
【００１９】永久電流スイツチ５の巻線部を構成する超
電導線６は無誘導巻きに巻線されてそのインダクタンス
が超電導コイル１のインダクタンスに比べて充分に小さ
いので、適切な周波数の交流もしくは繰返しパルス状の
電流を用いることにより、上記インダクタンスの差を利
用して、永久電流スイツチ５の超電導線６にこの電流を
流すことができる。
電導線６は無誘導巻きに巻線されてそのインダクタンス
が超電導コイル１のインダクタンスに比べて充分に小さ
いので、適切な周波数の交流もしくは繰返しパルス状の
電流を用いることにより、上記インダクタンスの差を利
用して、永久電流スイツチ５の超電導線６にこの電流を
流すことができる。
【００２０】この実施例によれば、常温部から低温のク
ライオスタツト１１内に貫通する新たな電流リード線１
２Ａ，１２Ｂを必要としないので、クライオスタツト１
１内への熱侵入を大幅に低減することができる。
ライオスタツト１１内に貫通する新たな電流リード線１
２Ａ，１２Ｂを必要としないので、クライオスタツト１
１内への熱侵入を大幅に低減することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヒ
ータを用いることなく、高固有抵抗マトリクスを有する
超電導線からなる永久電流スイツチの巻線部の少なくと
も一部に直接交流もしくはパルス状の電流を流すことに
より、超電導線の高固有抵抗マトリクス自身を発熱させ
て超電導状態から常電導状態に転移させることができる
ので、従来のヒータなどを組込む必要がなく、永久電流
スイツチを小形軽量化することができるとともに、ヒー
タなどで超電導線を間接的に加熱する場合に比べて永久
電流スイツチの開閉切換動作を高速度で行なうことがで
き、またこれに伴つて冷媒の蒸発量を低減することもで
きる。また、永久電流スイッチの巻線部を無誘導巻きさ
れた超電導線で構成し、電流リードの一方を上記超電導
線の巻戻し折返し点付近から引き出したので、超電導コ
イルがクエンチした場合に電流リードの電位上昇を防ぐ
ことができる。さらに、直流をしゃ断する素子を介して
永久電流スイッチの巻線部に交流もしくはパルス状の電
力を供給するようにしたので、超電導コイルの励消磁時
やクエンチ時に有害な電圧が永久電流スイッチ用の電源
や電流リードに発生するのを防ぐことができる。
ータを用いることなく、高固有抵抗マトリクスを有する
超電導線からなる永久電流スイツチの巻線部の少なくと
も一部に直接交流もしくはパルス状の電流を流すことに
より、超電導線の高固有抵抗マトリクス自身を発熱させ
て超電導状態から常電導状態に転移させることができる
ので、従来のヒータなどを組込む必要がなく、永久電流
スイツチを小形軽量化することができるとともに、ヒー
タなどで超電導線を間接的に加熱する場合に比べて永久
電流スイツチの開閉切換動作を高速度で行なうことがで
き、またこれに伴つて冷媒の蒸発量を低減することもで
きる。また、永久電流スイッチの巻線部を無誘導巻きさ
れた超電導線で構成し、電流リードの一方を上記超電導
線の巻戻し折返し点付近から引き出したので、超電導コ
イルがクエンチした場合に電流リードの電位上昇を防ぐ
ことができる。さらに、直流をしゃ断する素子を介して
永久電流スイッチの巻線部に交流もしくはパルス状の電
力を供給するようにしたので、超電導コイルの励消磁時
やクエンチ時に有害な電圧が永久電流スイッチ用の電源
や電流リードに発生するのを防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す超電導磁石装置の回路
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す超電導磁石装置の回
路構成図である。
路構成図である。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す超電導磁石装置
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図４】従来の超電導磁石装置の一例を示す回路構成図
である。
である。
１ 超電導コイル ２Ａ，２Ｂ パワーリード ４ 直流電源 ５ 永久電流スイツチ ６ 超電導線 １１ クライオスタツト １２Ａ，１２Ｂ 電流リード線 １３Ａ，１３Ｂ ブロツキングコンデンサ １４ 交流電源
Claims (3)
- 【請求項１】 極低温冷媒で冷却される超電導コイル
と、極低温冷媒で冷却されかつ高固有抵抗材でマトリク
スを形成してなる超電導線で構成された巻線部を有する
永久電流スイツチとを備え、上記永久電流スイツチの巻
線部を上記超電導コイルと並列に接続した超電導磁石装
置において、電流リードを介して上記永久電流スイツチ
の巻線部の少なくとも一部に交流もしくはパルス状の電
力を供給する電源を設けるとともに、上記永久電流スイ
ツチの巻線部を無誘導巻きされた超電導線で構成し、上
記電流リードの一方を無誘導巻きされた超電導線の巻戻
し折返し点付近から引き出したことを特徴とする超電導
磁石装置。 - 【請求項２】 極低温冷媒で冷却される超電導コイル
と、極低温冷媒で冷却されかつ高固有抵抗材でマトリク
スを形成してなる超電導線で構成された巻線部を有する
永久電流スイツチとを備え、上記永久電流スイツチの巻
線部を上記超電導コイルと並列に接続した超電導磁石装
置において、直流をしや断する素子を介して上記永久電
流スイツチの巻線部に交流もしくはパルス状の電力を供
給する電源を設けたことを特徴とする超電導磁石装置。 - 【請求項３】 極低温冷媒で冷却される超電導コイル
と、極低温冷媒で冷却されかつ高固有抵抗材でマトリク
スを形成してなる超電導線で構成された巻線部を有する
永久電流スイツチとを備え、上記永久電流スイツチの巻
線部を上記超電導コイルと並列に接続した超電導磁石装
置の運転方法において、上記永久電流スイツチの巻線部
の少なくとも一部に交流もしくはパルス状の電力を供給
しこの巻線部を構成する超電導線を常電導状態に転移さ
せて上記永久電流スイツチを開状態とし、この開状態で
上記超電導コイルを励磁し、励磁完了後、上記永久電流
スイツチの巻線部への交流もしくはパルス状の電力の供
給を停止しこの巻線部を構成する超電導線を超電導状態
に転移させて上記永久電流スイツチを閉状態とし、その
後、上記超電導コイルの励磁を停止して上記超電導コイ
ルの電流が上記永久電流スイツチに流れる永久電流モー
ドで運転することを特徴とする超電導磁石装置の運転方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929191A JP2983323B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導磁石装置およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8929191A JP2983323B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導磁石装置およびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04302405A JPH04302405A (ja) | 1992-10-26 |
| JP2983323B2 true JP2983323B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=13966589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8929191A Expired - Fee Related JP2983323B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 超電導磁石装置およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983323B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3483902A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-15 | Koninklijke Philips N.V. | Superconducting magnet assembly |
| KR101981056B1 (ko) * | 2018-11-14 | 2019-08-28 | 한국기초과학지원연구원 | 초전도 마그네트 장치 |
| JP2021136341A (ja) * | 2020-02-27 | 2021-09-13 | 株式会社日立製作所 | 超電導マグネット、超電導線材および超電導マグネットの生産方法 |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP8929191A patent/JP2983323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04302405A (ja) | 1992-10-26 |
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|---|---|---|---|
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