JP3851467B2 - 超電導装置 - Google Patents
超電導装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3851467B2 JP3851467B2 JP18175499A JP18175499A JP3851467B2 JP 3851467 B2 JP3851467 B2 JP 3851467B2 JP 18175499 A JP18175499 A JP 18175499A JP 18175499 A JP18175499 A JP 18175499A JP 3851467 B2 JP3851467 B2 JP 3851467B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- permanent current
- mechanical permanent
- fixed resistors
- mechanical
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、超電導装置に関し、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。
【0002】
【従来の技術】
超電導コイルの大きな特徴の一つに、コ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。
【0003】
従来、大電流の永久電流を実現させる一般的な方法として、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。
【0004】
次に動作について説明する。
図6において、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。
【0005】
その後、機械式永久電流スイッチ3〜5を閉極し、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。
【0006】
一方、超電導コイル1を永久電流モードに移行する場合には、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。
【0007】
ここで、通常使用される固定抵抗6〜8の抵抗値は、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。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超電導装置では、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。
【0009】
この発明は上記のような問題点を解消する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。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る超電導装置は、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称の棒状構造に切り出して、対称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。
【0011】
また、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ものである。
【0012】
また、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ものである。
【0014】
さらに、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ものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態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18の電流分岐端である。
【0016】
また、図2は実施の形態1で用いる固定抵抗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。
【0017】
また、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、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称の棒状構造に切り出して、対称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。
【0018】
つまり、図2の(a)は1本の棒状構造に切り出して、対称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、対称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。
【0019】
ここで、図3は図2におけるそれぞれの固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。
【0020】
また、この実施の形態1において、複数の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。
【0021】
以下、この発明の実施の形態1を、図1の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、I2、・・・、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。
【0022】
ところで、上記接触抵抗R1、R2、・・・、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。
【0023】
ここで、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。
【0024】
従って、上記実施の形態1によれば、複数の固定抵抗が、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称の棒状構造に切り出して、対称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。
【0025】
実施の形態2.
次に、図4は図2に示す実施の形態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。
【0026】
図4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。
【0027】
実施の形態3.
次に、図5はこの発明の実施の形態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。
【0028】
このように、それぞれの機械式永久電流ス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。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、固定抵抗が対称構造なので、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。
【0030】
また、固定抵抗からのジュール発熱が少ないので、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。
【0031】
固定抵抗の材料に高純度金属部材を使用しているので、固定抵抗の抵抗値が安定である。
【0032】
さらに、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る超電導装置の構成を示す回路図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る固定抵抗の構造例を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る固定抵抗の構造に関連した電流の流れを示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態2に係る固定抵抗の構造例を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3に係る超電導装置の構成を示す回路図である。
【図6】 従来例に係る超電導装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 超電導コイル、2 励磁電源、3〜5 機械式永久電流スイッチ、
9、9b 電流供給点、10〜12、10b〜12b 電流分岐端、
16〜18、16b〜18b 固定抵抗。
Claims (4)
- 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称の棒状構造に切り出して、対称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。 - 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1ないし3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 JP2001015821A (ja) | 2001-01-19 |
JP3851467B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5197493B2 (ja) * | 2009-06-02 | 2013-05-15 | 株式会社東芝 | 超電導マグネット装置 |
JP2023127673A (ja) * | 2022-03-02 | 2023-09-14 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 永久電流スイッチ装置及び磁気共鳴イメージング装置 |
-
1999
- 1999-06-28 JP JP18175499A patent/JP3851467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001015821A (ja) | 2001-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3851467B2 (ja) | 超電導装置 | |
JP4713880B2 (ja) | 連続動作するフラックスポンプを備えた超伝導磁石システム及び対応するその運転方法 | |
US7723871B2 (en) | Heating power supply apparatus | |
JP4477859B2 (ja) | 永久電流スイッチ、超電導磁石及び磁気共鳴イメージング装置 | |
GB2162712A (en) | Electrical switch | |
EP3336872A1 (en) | Switching apparatus | |
US20050264269A1 (en) | Dual controlled output voltage, anti-saturation, auto-transformer circuit methodology | |
JP2889485B2 (ja) | 超電導線の接続方法および装置ならびに超電導コイル装置 | |
JP2000014173A (ja) | 耐障害電源回路 | |
US4951024A (en) | High efficiency saturating reactor for starting a three phase motor | |
WO2023127045A1 (ja) | 開閉装置 | |
JPH04207923A (ja) | 限流方法及び限流装置 | |
JP2704571B2 (ja) | 交流開閉装置 | |
JPH04282527A (ja) | ネットワークヒューズエレメント | |
JP4227228B2 (ja) | 超電導磁石装置 | |
US3056037A (en) | High-power semi-conductor rectifier | |
JPH02307327A (ja) | 限流装置 | |
JPH02106132A (ja) | 限流装置 | |
JPH07115016A (ja) | 超電導装置 | |
JPH10256030A (ja) | 超電導コイル装置 | |
JPS6481207A (en) | Magnetic field generating device | |
JP2577281B2 (ja) | 試験装置 | |
JPS61171105A (ja) | 超電導マグネツトの励磁装置 | |
JPH0353393Y2 (ja) | ||
JP2558132B2 (ja) | 可変抵抗器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060620 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060901 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090908 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100908 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110908 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |