JPH01102821A - 永久電流スイッチ - Google Patents
永久電流スイッチInfo
- Publication number
- JPH01102821A JPH01102821A JP62260387A JP26038787A JPH01102821A JP H01102821 A JPH01102821 A JP H01102821A JP 62260387 A JP62260387 A JP 62260387A JP 26038787 A JP26038787 A JP 26038787A JP H01102821 A JPH01102821 A JP H01102821A
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- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 claims description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/005—Mechanisms for operating contacts making use of superconductivity, e.g. levitation switch
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、超伝導マグネット等を励磁する際に用いら
れる永久電流スイッチに関するものである。
れる永久電流スイッチに関するものである。
第２図は従来の永久電流スイッチを用いた超伝導マグネ
ットの励磁回路の模式図である。１図において、５は永
久電流スイッチ、６は超伝導コイル、７はコイルに電流
を供給する電源である。
ットの励磁回路の模式図である。１図において、５は永
久電流スイッチ、６は超伝導コイル、７はコイルに電流
を供給する電源である。
第３図は従来の永久電流スイッチとして用いられている
装置の模式図である０図において、１は超伝導線、８は
ヒータ線、９は超伝導線１とヒータ線８を絶縁する絶縁
体、１０はスイッチ、４はヒータ線８に電流を供給する
リード線、３は電源である。
装置の模式図である０図において、１は超伝導線、８は
ヒータ線、９は超伝導線１とヒータ線８を絶縁する絶縁
体、１０はスイッチ、４はヒータ線８に電流を供給する
リード線、３は電源である。
次に動作について説明する。
第２図に・おいて、超伝導コイル６に永久電流を流す場
合を考える。まず、はじめに永久電流スイッチ５を「開
状態」にしておき、Ｄ−Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｅの閉回路に電流
Ｉを流しておく、この状態で、永久電流スイッチ５を「
閉状態」にすると、回路Ａ−Ｃ−Ｂに永久電流■が流れ
る。
合を考える。まず、はじめに永久電流スイッチ５を「開
状態」にしておき、Ｄ−Ａ−Ｃ−Ｂ−Ｅの閉回路に電流
Ｉを流しておく、この状態で、永久電流スイッチ５を「
閉状態」にすると、回路Ａ−Ｃ−Ｂに永久電流■が流れ
る。
このとき、永久電流スイッチは次のような動作で回路の
開閉を行っている。即ち、第３図のヒータ線８に電流を
流し、発熱させてヒータ線８の近傍を超伝導ｗＡｌの転
移温度以上にし、超伝導Ｍｌを常伝導状態（抵抗状態）
にしておく、こうすると電流はＡ−Ｂ間に流れず、超伝
導コイル６側を流れ、Ａ−Ｂ間が「開状態」になる。次
にスイッチ１０を切り、ヒータ線８に流す電流をＯにす
るとヒータ線８の周囲温度が超伝導線１の転移温度以下
に下がり、超伝導線１は超伝導状態（０抵抗状態）にな
る。こうして、Ａ−Ｂ間が「閉状態」となり、回路Ａ−
Ｃ−Ｂに永久電流が流れることになる。
開閉を行っている。即ち、第３図のヒータ線８に電流を
流し、発熱させてヒータ線８の近傍を超伝導ｗＡｌの転
移温度以上にし、超伝導Ｍｌを常伝導状態（抵抗状態）
にしておく、こうすると電流はＡ−Ｂ間に流れず、超伝
導コイル６側を流れ、Ａ−Ｂ間が「開状態」になる。次
にスイッチ１０を切り、ヒータ線８に流す電流をＯにす
るとヒータ線８の周囲温度が超伝導線１の転移温度以下
に下がり、超伝導線１は超伝導状態（０抵抗状態）にな
る。こうして、Ａ−Ｂ間が「閉状態」となり、回路Ａ−
Ｃ−Ｂに永久電流が流れることになる。
従来の永久電流スイッチは以上のように構成されている
ので、ヒータ線に大きな電流を流す必要があり、また、
ヒータ線による温度上昇を大きくするためにはヒータ線
の巻き数を多くしなければならないので、装置の小型化
ができなかった。また、熱緩和を利用するため、スイッ
チの高速化が困難であった。
ので、ヒータ線に大きな電流を流す必要があり、また、
ヒータ線による温度上昇を大きくするためにはヒータ線
の巻き数を多くしなければならないので、装置の小型化
ができなかった。また、熱緩和を利用するため、スイッ
チの高速化が困難であった。
この発明は上記ような問題点を解消するためになされた
もので、スイッチの駆動に大きな電流を流す必要がなく
、装置を小型化でき、しかも高速で動作する永久電流ス
イッチを得ることを目的とする。
もので、スイッチの駆動に大きな電流を流す必要がなく
、装置を小型化でき、しかも高速で動作する永久電流ス
イッチを得ることを目的とする。
この発明に係る永久電流スイッチは、結晶の軸方向によ
って臨界電流密度が異なる超伝導体を用い、臨界電流密
度の小さい方向にその臨界電流より大きい電流を流し、
超伝導体を常伝導転移させてスイッチを「開状態」とし
たり、あるいはこの電流を切ることによって超伝導転移
させ、スイッチを「閉状態」としたりするようにしたも
のである。
って臨界電流密度が異なる超伝導体を用い、臨界電流密
度の小さい方向にその臨界電流より大きい電流を流し、
超伝導体を常伝導転移させてスイッチを「開状態」とし
たり、あるいはこの電流を切ることによって超伝導転移
させ、スイッチを「閉状態」としたりするようにしたも
のである。
この発明においては、酸化物超伝導体のνｎ臨界電流密
度異方性を利用し、臨界電流密度の小さい方向に臨界電
流密度より大きし＼電流を流し、超伝導体を常伝導転移
させ、この電流のオン、オフにより臨界電流密度の大き
な方向の超伝導電流を遮断あるいは通電するように構成
したので、スイッチの駆動に大きな電流を流す必要がな
く、しかも装置を小型化でき、高速に動作する永久電流
スイッチを得ることができる。
度異方性を利用し、臨界電流密度の小さい方向に臨界電
流密度より大きし＼電流を流し、超伝導体を常伝導転移
させ、この電流のオン、オフにより臨界電流密度の大き
な方向の超伝導電流を遮断あるいは通電するように構成
したので、スイッチの駆動に大きな電流を流す必要がな
く、しかも装置を小型化でき、高速に動作する永久電流
スイッチを得ることができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例による永久電流スイッチを
示す図である。図において、１は第２図のＡ−Ｂ間を結
ぶ超伝導線、２は臨界電流密度に異方性をもつ超伝導体
、３は電源、４は電流を流すためのリード線、１０はス
イッチである。
示す図である。図において、１は第２図のＡ−Ｂ間を結
ぶ超伝導線、２は臨界電流密度に異方性をもつ超伝導体
、３は電源、４は電流を流すためのリード線、１０はス
イッチである。
次に動作について説明する。
臨界電流密度に異方性が存在するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０酸
化物超伝導体を第１図の超伝導体２に使用した場合を考
える。 Ｙ＝Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物超伝導体では結晶の
Ｃ軸方向の臨界電流密度が、ｊ（／／ ｚ １ｘｌＯ
’Ａ／ｃｍ” ％ Ｃ軸と垂直な方向の臨界電流密度は
ｊｃ上＝ ｌＸｌ０’ Ａ／ｃｍ”と臨界電流密度に大
きな異方性を有する〔参考文献、ヨウイチ・エノモト他
“エピタキシャル成長ＢａｚＹＣｕ３０ｔ−ｙ薄膜にお
ける異方性の大きな超伝導臨界電流” （ＮＴＴ電気通
信研究所、１９８７年６、月１９日） （Ｙｏｕｉｃ
ｈｉ Ｂｎｏｍ−−ｏｔｏ ｅｔ、 ａｌ、 Ｌａｒｇ
ｅｌｙ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ
ｕ−−ｃｔｉｎｇ Ｃｒ１ｔｉｃａｌ Ｃｕｒｒｅｎ
ｔ ｉｎ ｔ！ｐｉｔａｘｉａｌｌｙ Ｇｒｏｉｖ
ｎＢａｔＹＣｕｓＯｙ−ｙ Ｔｈ１ｎ Ｆｉ１ｍ’
（ＮＴＴ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｍｍ−−ｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＪＵＮ
、１９．１９８７））） 。
化物超伝導体を第１図の超伝導体２に使用した場合を考
える。 Ｙ＝Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物超伝導体では結晶の
Ｃ軸方向の臨界電流密度が、ｊ（／／ ｚ １ｘｌＯ
’Ａ／ｃｍ” ％ Ｃ軸と垂直な方向の臨界電流密度は
ｊｃ上＝ ｌＸｌ０’ Ａ／ｃｍ”と臨界電流密度に大
きな異方性を有する〔参考文献、ヨウイチ・エノモト他
“エピタキシャル成長ＢａｚＹＣｕ３０ｔ−ｙ薄膜にお
ける異方性の大きな超伝導臨界電流” （ＮＴＴ電気通
信研究所、１９８７年６、月１９日） （Ｙｏｕｉｃ
ｈｉ Ｂｎｏｍ−−ｏｔｏ ｅｔ、 ａｌ、 Ｌａｒｇ
ｅｌｙ Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄ
ｕ−−ｃｔｉｎｇ Ｃｒ１ｔｉｃａｌ Ｃｕｒｒｅｎ
ｔ ｉｎ ｔ！ｐｉｔａｘｉａｌｌｙ Ｇｒｏｉｖ
ｎＢａｔＹＣｕｓＯｙ−ｙ Ｔｈ１ｎ Ｆｉ１ｍ’
（ＮＴＴ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｍｍ−−ｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、ＪＵＮ
、１９．１９８７））） 。
いま、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物超伝導体の結晶を用い
、軸と垂直な電流の流れる断面積をＳよとする。Ｃ軸と
平行にＩｔｔ ＞ ｊ ｃｔｔ・Ｓ〃を満足する電流
１／／を流しておくと、Ｙ−Ｂａ７Ｃｕ−０酸化物超伝
導体２は常伝導状態になり、Ａ−Ｂ間が「開状態」にな
る。
、軸と垂直な電流の流れる断面積をＳよとする。Ｃ軸と
平行にＩｔｔ ＞ ｊ ｃｔｔ・Ｓ〃を満足する電流
１／／を流しておくと、Ｙ−Ｂａ７Ｃｕ−０酸化物超伝
導体２は常伝導状態になり、Ａ−Ｂ間が「開状態」にな
る。
次に、Ｃ軸と平行な電流１／ をＯにすると、Ｙ−Ｂａ
−Ｃｕ−０酸化物超伝導体２は超伝導状態となり、Ａ−
Ｂ間が「閉状態」となって、永久電流が流れることにな
る。こうして、永久電流スイッチの動作が実現できる。
−Ｃｕ−０酸化物超伝導体２は超伝導状態となり、Ａ−
Ｂ間が「閉状態」となって、永久電流が流れることにな
る。こうして、永久電流スイッチの動作が実現できる。
このとき断面積Ｓ／／を小さくしておけば、非常に小さ
な電流Ｉ／／てこのスイッチを駆動できる。また、断面
積Ｓ上を十分大きく取れば、Ａ−Ｂ間にスイッチを通し
て大きな超伝導電流を流せることになる。
な電流Ｉ／／てこのスイッチを駆動できる。また、断面
積Ｓ上を十分大きく取れば、Ａ−Ｂ間にスイッチを通し
て大きな超伝導電流を流せることになる。
なお、上記実施例ではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物超伝４
体を永久電流スイッチの主要構成要素としたが、これは
臨界電流密度に異方性のあるものならば何でもよい。
体を永久電流スイッチの主要構成要素としたが、これは
臨界電流密度に異方性のあるものならば何でもよい。
また、上記実施例では超伝導体として単結晶を考えたが
、電流密度に異方性がある多結晶体でも同様の効果を有
する。
、電流密度に異方性がある多結晶体でも同様の効果を有
する。
なお、上記実施例では超伝導マグネットに永久電流を流
す場合について考えたが、任意の閉部伝導回路に永久電
流を流す場合においても同様の効果を奏する。
す場合について考えたが、任意の閉部伝導回路に永久電
流を流す場合においても同様の効果を奏する。
以上のように、この発明による永久電流スイッチは、酸
化物超伝導体の臨界電流密度の異方性を利用して、臨界
電流密度の小さい方向に臨界電流より大きい電流を流し
、超伝導体を常伝導転移させ、この電流のオン、オフに
より臨界電流密度の大きな方向の超伝導電流を遮断ある
いは通電するように構成したので、スイッチ駆動用の制
御用電流が小さくてすみ、またヒータ線を使用しないの
で、装置が小型化できるとともに、熱緩和の時間が不要
となり、高速に動作する永久電流スイッチを実現できる
効果がある。
化物超伝導体の臨界電流密度の異方性を利用して、臨界
電流密度の小さい方向に臨界電流より大きい電流を流し
、超伝導体を常伝導転移させ、この電流のオン、オフに
より臨界電流密度の大きな方向の超伝導電流を遮断ある
いは通電するように構成したので、スイッチ駆動用の制
御用電流が小さくてすみ、またヒータ線を使用しないの
で、装置が小型化できるとともに、熱緩和の時間が不要
となり、高速に動作する永久電流スイッチを実現できる
効果がある。
第１図は本発明の一実施例による永久電流スイッチを示
す図、第２図は従来の超伝導マグネットに永久電流を流
すための電気回路図、第３図は従来の永久電流スイッチ
を示す図である。 １は超伝導線、２は臨界電流密度に異方性をもつ超伝導
体、３はスイッチ制御用電源、４はリード線、５は永久
電流スイッチ、６は超伝導コイル、７は電源、８はヒー
タ線、９は絶縁体、１０はスイッチである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
す図、第２図は従来の超伝導マグネットに永久電流を流
すための電気回路図、第３図は従来の永久電流スイッチ
を示す図である。 １は超伝導線、２は臨界電流密度に異方性をもつ超伝導
体、３はスイッチ制御用電源、４はリード線、５は永久
電流スイッチ、６は超伝導コイル、７は電源、８はヒー
タ線、９は絶縁体、１０はスイッチである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）臨界電流密度に異方性のある超伝導体と、該超伝
導体の上記臨界電流密度の小さい方向に所定の制御用電
流を流し、該制御用電流をオン・オフする手段とを備え
、 上記制御用電流のオン・オフにより、上記臨界電流密度
の小さい方向と垂直な方向の超伝導電流を遮断あるいは
通電するようにしたことを特徴とする永久電流スイッチ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260387A JPH01102821A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 永久電流スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260387A JPH01102821A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 永久電流スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102821A true JPH01102821A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17347210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260387A Pending JPH01102821A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 永久電流スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102821A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01160065A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Fujitsu Ltd | スイッチ素子 |
| JP2010073856A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | 超電導マグネット |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62260387A patent/JPH01102821A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01160065A (ja) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Fujitsu Ltd | スイッチ素子 |
| JP2010073856A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | 超電導マグネット |
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