JP7313933B2 - 超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法 - Google Patents
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Description
I1=I2・(R2/R1)=(I-I1)・(R2/R1)
で表され、従って、
I1=I・R2/(R1+R2)=I・[1-R1/(R1+R2)]
で表される。
[A]第1実施形態(図1)
図1は、第1実施形態に係る超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法の構成を示す回路図である。超電導磁石装置10は、図1に示すように、超電導コイル11と、この超電導コイル11を励磁するための電源12と、超電導コイル11を電源12に電気的に接続するコイル通電電線13と、保護抵抗14を含む保護回路15と、遮断器16と、コイル通電電線13の一部である可変抵抗体18の温度を変化させる温度可変装置17と、を有して構成される。
I1=I・R2/(R1+R2)=I・[1-R1/(R1+R2)]………(1)
で表される。
I1´=I・R2/(R1´+R2)………(2)
(I1-I1´)/I=R2/(R1+R2)-R2/(R1´+R2)
=R2・(R1´-R1)/(R1+R2)・(R1´+R2)
となる。ここで、R1´=1.003R1であるから、R1´を消去して変形すると、
(I1-I1´)/I=0.003(R1/R2)/[(R1/R2)+1]・[(R1´/R2)+1]
となる。ここで、R1/R2=1/100であり、R1´/R2=1.003/100が十分に小さいことから、超電導コイル11側へ流れる分流電流の変化率は、
(I1-I1´)/I≒0.003(R1/R2)=0.003×1/100=30ppmになる。
(1)コイル通電電線13と保護回路15の温度変化に起因する超電導コイル11のppmオーダーの磁場変動を、コイル通電電線13の一部である可変抵抗体18の温度を温度可変装置17により変化させて、その可変抵抗体18の電気抵抗を変更し、超電導コイル11へ流れる分流電流を変更することで抑制する。これにより、超電導コイル11が発生する磁場の安定性を向上させることができる。
図3は、第2実施形態に係る超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法の構成を示す回路図である。この第2実施形態において第1実施形態と同様な部分については、第1実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
(2)コイル通電電線13と保護回路15の温度変化に起因する超電導コイル11のppmオーダーの磁場変動を、保護回路15の可変抵抗体26の温度を温度可変装置27により変化させてその可変抵抗体26の電気抵抗を変更し、超電導コイル11へ流れる分流電流を変更させることで抑制する。これにより、超電導コイル11が発生する磁場の安定性を向上させることができる。
図4は、第3実施形態に係る超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法の構成を示す回路図である。この第4実施形態において第1及び第2実施形態と同様な部分については、第1及び第2実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図5は、第4実施形態に係る超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法の構成を示す回路図である。この第4実施形態において第1及び第3実施形態と同様な部分については、第1及び第3実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図6は、第5実施形態に係る超電導磁石装置および超電導磁石装置の制御方法の構成を示す回路図である。この第5実施形態において第1、第3及び第4実施形態と同様な部分については、これらの第1、第3及び第4実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
Claims (5)
- 超電導コイルと、この超電導コイルを励磁するための電源と、前記超電導コイルを前記電源に電気的に接続するコイル通電電線と、前記超電導コイルに並列に且つ前記電源に直列に接続されて保護抵抗を含む保護回路と、を有する超電導磁石装置において、
前記コイル通電電線の一部及び前記保護回路の一部の温度、または前記保護回路の一部の温度をそれぞれ変化させる温度可変装置を備えて構成されたことを特徴とする超電導磁石装置。 - 前記超電導コイルが発生する磁場を計測する磁場センサを備え、
温度可変装置の制御装置は、前記磁場センサが計測した磁場が目標値になるように前記温度可変装置を制御して、前記コイル通電電線の一部及び保護回路の一部の少なくとも一方の温度を変化させるよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載の超電導磁石装置。 - 前記超電導コイルが真空容器に内蔵され、この真空容器内で前記超電導コイルが冷凍機により冷却され、電源が前記真空容器外の室温部に設置されることで前記コイル通電電線が前記真空容器内の低温部に導入され、
温度可変装置は、前記コイル通電電線の前記室温部に存在する一部の温度を変化させるよう構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の超電導磁石装置。 - 前記超電導コイルが真空容器に内蔵され、この真空容器内で前記超電導コイルが冷凍機により冷却され、電源が前記真空容器外の室温部に設置されることで前記コイル通電電線が前記真空容器内の低温部に導入され、
温度可変装置は、前記コイル通電電線の前記低温部に存在する一部の温度を変化させるよう構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の超電導磁石装置。 - 超電導コイルと、この超電導コイルを励磁するための電源と、前記超電導コイルを前記電源に電気的に接続するコイル通電電線と、前記超電導コイルに並列に且つ前記電源に直列に接続されて保護抵抗を含む保護回路と、を有する超電導磁石装置の制御方法において、
前記超電導コイルが発生する磁場を磁場センサで計測し、
この磁場センサが計測した磁場が目標値になるように温度可変装置を制御して、前記コイル通電電線の一部及び前記保護回路の一部の温度、または前記保護回路の一部の温度をそれぞれ変化させることを特徴とする超電導磁石装置の制御方法。
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