JPH0371606A - 超電導磁石装置 - Google Patents
超電導磁石装置Info
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- JPH0371606A JPH0371606A JP1206715A JP20671589A JPH0371606A JP H0371606 A JPH0371606 A JP H0371606A JP 1206715 A JP1206715 A JP 1206715A JP 20671589 A JP20671589 A JP 20671589A JP H0371606 A JPH0371606 A JP H0371606A
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (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〕
本発明は、たとえば浮上式鉄道用の超電導磁石装置のご
とく、永久電流スイッチを取りつけた超電導コイルにｉ
ｉｔ源装置を接続して、励磁または消磁を行う超電導磁
石装置に関するものである。
とく、永久電流スイッチを取りつけた超電導コイルにｉ
ｉｔ源装置を接続して、励磁または消磁を行う超電導磁
石装置に関するものである。
永久電流スイッチを取りつけた超電導コイルに電源装置
を接続して、励磁および消磁を行う従来の超電導磁石装
置の代表的な回路を第２図に示す。
を接続して、励磁および消磁を行う従来の超電導磁石装
置の代表的な回路を第２図に示す。
超電導コイル５と永久ｔ７ＪＬスイッチ３は超電導磁石
６に収納され、液体ヘリウム等の寒剤に浸漬される。永
久電流スイッチの超電導体４は、超電導線を自己インダ
クタンスができるだけ小さくなるように巻回したものが
一般的であり、超電導コイルに比べると永久電流スイッ
チの自己インダクタ作は、永久電流スイッチ３の超電導
体４に近接して取りつけたヒータ１０による加熱で、超
電導体４が超電導状態（抵抗ゼロの状Ｌｉ）から常電導
状態（有限抵抗の状態）に切り替わることを開動作、ヒ
ータ１０による加熱を止め寒剤による冷却で超電導体４
が常電導状態から超電導状態に切り替わることを閉動作
とするものである。
６に収納され、液体ヘリウム等の寒剤に浸漬される。永
久電流スイッチの超電導体４は、超電導線を自己インダ
クタンスができるだけ小さくなるように巻回したものが
一般的であり、超電導コイルに比べると永久電流スイッ
チの自己インダクタ作は、永久電流スイッチ３の超電導
体４に近接して取りつけたヒータ１０による加熱で、超
電導体４が超電導状態（抵抗ゼロの状Ｌｉ）から常電導
状態（有限抵抗の状態）に切り替わることを開動作、ヒ
ータ１０による加熱を止め寒剤による冷却で超電導体４
が常電導状態から超電導状態に切り替わることを閉動作
とするものである。
超１ＩｔＨ１，コイル５を励磁するときの操作は、つぎ
のようである、まず永久電流スイッチ３の超電導体４を
ヒータ１０で加熱して開状態にし、励磁消磁用を流源７
から電流を出力し、超電導コイル５に通電する。超電導
コイル５の電流を所望の大きさで一定とし、ヒータ加熱
を停止して永久電流スイッチ３を閉状態に切り替える。
のようである、まず永久電流スイッチ３の超電導体４を
ヒータ１０で加熱して開状態にし、励磁消磁用を流源７
から電流を出力し、超電導コイル５に通電する。超電導
コイル５の電流を所望の大きさで一定とし、ヒータ加熱
を停止して永久電流スイッチ３を閉状態に切り替える。
すると、励磁消磁用電ｆ、＃７からの電流供給を減少さ
せてゼロにしても、超電導コイル５の電流がすべて永久
電流スイッチ３を経由して流れるいわゆる永久１ｔｉｌ
ｊｉＥモードの状態になる。超電導コイル５を消磁する
乙きは、まったく逆の手順となる。
せてゼロにしても、超電導コイル５の電流がすべて永久
電流スイッチ３を経由して流れるいわゆる永久１ｔｉｌ
ｊｉＥモードの状態になる。超電導コイル５を消磁する
乙きは、まったく逆の手順となる。
流（Ｊｕ給用のリード線１１を接続し、超電導磁石６の
外部に引き出して、ヒータ加熱用電ｆ！１１２に接続す
る。
外部に引き出して、ヒータ加熱用電ｆ！１１２に接続す
る。
ヒータ電流供給用のリード線１１は、永久電流スイッチ
３を取り付けている極低温部への熱侵入量を小さくする
ため、できるだけ細いものが使用される。このリード線
１１は、超電導磁石６の冷却昇温といった運用において
、熱収縮膨張を繰り返すとともに、予冷時には冷却用寒
剤が蒸発するときの高速ガス流にさらされる。また、超
！導磁気浮上式鉄道用超電導磁石のように移動体に搭載
する場合は、振動もリード１１１に加わる。リードｂｉ
ｌｌは、このような環境の中に設置されるため、たびた
び断線し永久電流スイ・フチ３の開動作が不能となり、
超電導コイル５の励磁または消磁ができなくなるという
問題点がある。また、超電導磁石６の内部のり一ド１！
１１は、溶接密封されているため、断線したときの修理
が非常に困難である。
３を取り付けている極低温部への熱侵入量を小さくする
ため、できるだけ細いものが使用される。このリード線
１１は、超電導磁石６の冷却昇温といった運用において
、熱収縮膨張を繰り返すとともに、予冷時には冷却用寒
剤が蒸発するときの高速ガス流にさらされる。また、超
！導磁気浮上式鉄道用超電導磁石のように移動体に搭載
する場合は、振動もリード１１１に加わる。リードｂｉ
ｌｌは、このような環境の中に設置されるため、たびた
び断線し永久電流スイ・フチ３の開動作が不能となり、
超電導コイル５の励磁または消磁ができなくなるという
問題点がある。また、超電導磁石６の内部のり一ド１！
１１は、溶接密封されているため、断線したときの修理
が非常に困難である。
前記課題を解決するため１本発明は永久電流スイッチに
加熱用のヒータを取り付けることを止め。
加熱用のヒータを取り付けることを止め。
そのかわり、永久ｔｆＬスイッチの超電導体に瞬間電圧
を加えること、および開状態を長時間維持するためにパ
ルス電圧または交流電圧を永久電流スイッチの超Ｔ４導
体に加えることを提案するものである。
を加えること、および開状態を長時間維持するためにパ
ルス電圧または交流電圧を永久電流スイッチの超Ｔ４導
体に加えることを提案するものである。
閉状態にある永久電流スイッチの超電導体に瞬間電圧を
加えると、永久電流スイッチの自己インダクタンスは非
常に小さいので、電圧が加わるのとほとんど同時に電流
が臨界電流に達し、超電導体が常電導転移して抵抗状態
となる。すなわち永久電流スイッチが開状態に切り替わ
る。さらに、永久電流スイッチの超電導体自身に発生し
た抵抗に電圧が加わり、ジュール熱が発生して永久電流
スイッチが加熱される。この加熱は短時間であるが、極
低塩においては永久を流スイッチの比熱が小さいので、
その超電導体の温度は容易に臨界温後も、永久ｉｉｔ流
スイッチの超電導体が周囲の寒剤により臨界温度以下に
冷却されるまで、永久電流スイッチは開状態のままとな
っている。
加えると、永久電流スイッチの自己インダクタンスは非
常に小さいので、電圧が加わるのとほとんど同時に電流
が臨界電流に達し、超電導体が常電導転移して抵抗状態
となる。すなわち永久電流スイッチが開状態に切り替わ
る。さらに、永久電流スイッチの超電導体自身に発生し
た抵抗に電圧が加わり、ジュール熱が発生して永久電流
スイッチが加熱される。この加熱は短時間であるが、極
低塩においては永久を流スイッチの比熱が小さいので、
その超電導体の温度は容易に臨界温後も、永久ｉｉｔ流
スイッチの超電導体が周囲の寒剤により臨界温度以下に
冷却されるまで、永久電流スイッチは開状態のままとな
っている。
永久ｉｉｔ流スイッチの開状態を長時間維持するために
は、永久電流スイッチの超電導体にパルス状の電圧また
は交流電圧を加える。すると、開状態の超電導体自身の
抵抗でジュール熱が生し、永久電流スイッチを臨界温度
以上に保つことができ、開状態が維持される。
は、永久電流スイッチの超電導体にパルス状の電圧また
は交流電圧を加える。すると、開状態の超電導体自身の
抵抗でジュール熱が生し、永久電流スイッチを臨界温度
以上に保つことができ、開状態が維持される。
なお、超電導コイルが永久電流スイッチと並列接続され
ているが、超電導コイルは自己インダクタンスが大きい
ので、永久電流スイッチに加える瞬間電圧、パルス電圧
、または交流電圧の時間に対する変化率を大きくするこ
とにより、超電導コイルへの分流を十分小さくできる。
ているが、超電導コイルは自己インダクタンスが大きい
ので、永久電流スイッチに加える瞬間電圧、パルス電圧
、または交流電圧の時間に対する変化率を大きくするこ
とにより、超電導コイルへの分流を十分小さくできる。
本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
第１図は、本発明の１実施例を示す回路図であていない
。また、たとえば浮上式鉄道の屯両に搭載するものでは
、超を環コイルの自己インダクタンスが２〜５Ｈ程度で
あるのに対し、永久電流スイッチのそれはできるだけ小
さくなるように巻回するので数μＩ（程度である。第１
図の実施例における超電導コイルと永久電流スイッチの
自己インダクタンスおよびその他の基本諸元は、第１表
のとおりである。
。また、たとえば浮上式鉄道の屯両に搭載するものでは
、超を環コイルの自己インダクタンスが２〜５Ｈ程度で
あるのに対し、永久電流スイッチのそれはできるだけ小
さくなるように巻回するので数μＩ（程度である。第１
図の実施例における超電導コイルと永久電流スイッチの
自己インダクタンスおよびその他の基本諸元は、第１表
のとおりである。
第 １ 表
永久電流スイッチの開動作を行うためにはスイッチＳ１
を開、スイッチＳｔを閉とし、開切り替え用電源１から
永久を流スイッチ３に瞬間電圧を加える。瞬間電圧であ
るため開切り替え用を源１の出力電流は、はとんど永久
電流スイッチ３にだけ通電される。第１図の実施例では
、５０Ｖの電圧を０．２秒間永久電流スイッチ３に加え
る。すると、最初の僅か６Ｘ１０−’秒間程度で永久電
流スイッチ３の電流が超電導体４の臨界を凍１０００Ａ
に達し、永久電流スイッチ３が開状態に切り替わる。永
久電流スイッチ３が開状態に切り替わると、その後のほ
ぼ０．２秒間は電圧を変えなければ５０Ｗのジュール熱
が超電導体自身の抵抗で発生し加熱される。
を開、スイッチＳｔを閉とし、開切り替え用電源１から
永久を流スイッチ３に瞬間電圧を加える。瞬間電圧であ
るため開切り替え用を源１の出力電流は、はとんど永久
電流スイッチ３にだけ通電される。第１図の実施例では
、５０Ｖの電圧を０．２秒間永久電流スイッチ３に加え
る。すると、最初の僅か６Ｘ１０−’秒間程度で永久電
流スイッチ３の電流が超電導体４の臨界を凍１０００Ａ
に達し、永久電流スイッチ３が開状態に切り替わる。永
久電流スイッチ３が開状態に切り替わると、その後のほ
ぼ０．２秒間は電圧を変えなければ５０Ｗのジュール熱
が超電導体自身の抵抗で発生し加熱される。
ただし、他の実施例のとき永久電流スイッチの熱的な特
性により、加熱量が不足または過剰となる場合は、電圧
をコントロールして増減してもよい。
性により、加熱量が不足または過剰となる場合は、電圧
をコントロールして増減してもよい。
一方、永久電流スイッチ３に５０Ｖの電圧が加わる乙、
並列接続している超電導コイル５にも５０Ｖの電圧が加
わり、０．２秒の間に約３．３Ａ ｘｉ流が増加するが
、超電導コイル５の通電容量６００Ａに比べ、はとんど
無視できるものである。
並列接続している超電導コイル５にも５０Ｖの電圧が加
わり、０．２秒の間に約３．３Ａ ｘｉ流が増加するが
、超電導コイル５の通電容量６００Ａに比べ、はとんど
無視できるものである。
となっているときに、スイッチＳ＋を閉、スイッチＳ、
を開とし、開維持用電′ｆＲ２からパルス電圧または交
流電圧を加えれば、開状態の超電導体４自身の抵抗でジ
ュール熱が発生し自己加熱するので、パルス電圧または
交流電圧を加え続けていれば、永久電流スイッチ３の開
状態が維持される。第１図の実施例で、開状態で５０Ω
の抵抗を発生している永久電流スイッチ３に実効電圧１
５Ｖを加えれば、約４．５Ｗのジュール熱が発生し、開
状態が維持される。この場合も、交流電圧は永久電流ス
イッチだけでなく超電導コイルにも加わるが、交流電圧
の周波数を５００Ｈｚとすれば、超電導コイルのインピ
ーダンスが約９．４にΩとなるので、超電導コイルには
僅か１．６■Ａ程度しか流れない。
を開とし、開維持用電′ｆＲ２からパルス電圧または交
流電圧を加えれば、開状態の超電導体４自身の抵抗でジ
ュール熱が発生し自己加熱するので、パルス電圧または
交流電圧を加え続けていれば、永久電流スイッチ３の開
状態が維持される。第１図の実施例で、開状態で５０Ω
の抵抗を発生している永久電流スイッチ３に実効電圧１
５Ｖを加えれば、約４．５Ｗのジュール熱が発生し、開
状態が維持される。この場合も、交流電圧は永久電流ス
イッチだけでなく超電導コイルにも加わるが、交流電圧
の周波数を５００Ｈｚとすれば、超電導コイルのインピ
ーダンスが約９．４にΩとなるので、超電導コイルには
僅か１．６■Ａ程度しか流れない。
また、第１図の実施例においては、励磁消磁用電流ｆｉ
７と直列にリアクトル８を接続し、開切り替え用量ａｔ
および間維持用電源２からの出力が分流しないようにし
ているが、励磁消磁用を流源７自身のインピーダンスが
十分大きければ取りつけなくともよい、直流阻止用のコ
ンデンサ９は、励磁消磁用電流源７の直流出力が開維持
用電源２に分流することを抑制するためのものである。
７と直列にリアクトル８を接続し、開切り替え用量ａｔ
および間維持用電源２からの出力が分流しないようにし
ているが、励磁消磁用を流源７自身のインピーダンスが
十分大きければ取りつけなくともよい、直流阻止用のコ
ンデンサ９は、励磁消磁用電流源７の直流出力が開維持
用電源２に分流することを抑制するためのものである。
以上のようにして、永久電流スイッチ３を開状態にした
うえで、励磁消磁用電流源７の出力電流を増減すれば、
超電導コイル５の電流を任意の大きさに変えることがで
きる。また、超電導コイル５のｘｉを任意の大きさで一
定にし、間維持用電源２からの出力を停止すれば、永久
電流スイッチ３は冷却され閉状態に切り替わる。すなわ
ち、永久電流スイッチをヒータで加熱して開動作させる
場合とまったく同様の励磁消磁操作ができる。
うえで、励磁消磁用電流源７の出力電流を増減すれば、
超電導コイル５の電流を任意の大きさに変えることがで
きる。また、超電導コイル５のｘｉを任意の大きさで一
定にし、間維持用電源２からの出力を停止すれば、永久
電流スイッチ３は冷却され閉状態に切り替わる。すなわ
ち、永久電流スイッチをヒータで加熱して開動作させる
場合とまったく同様の励磁消磁操作ができる。
本発明による超！導磁石装置は前記実施例で説朋したよ
うに、永久電流スイッチの開動作用ヒータを取りつけて
いない、従って、ヒータへの電流供給用のリード線もな
いので、その断線という故障を完全に除去できる。また
、開切り替え用電源および間維持用を源は、いずれも超
電導磁石の外にあり、これらが万一故障しても、交換ま
たは修理が容易である。
うに、永久電流スイッチの開動作用ヒータを取りつけて
いない、従って、ヒータへの電流供給用のリード線もな
いので、その断線という故障を完全に除去できる。また
、開切り替え用電源および間維持用を源は、いずれも超
電導磁石の外にあり、これらが万一故障しても、交換ま
たは修理が容易である。
第１図は本発明による超電導磁石装置の１実施例を示す
図、第２図は従来の超電導磁石装置を示す図である。 １−・−開切り替え用電源、 ２−開維持用電源、３−
永久電流スイッチ、 ４−永久ｘｉスイッチの超電導
体、 ５−超電導コイル、 ６・−・・超電導磁石、
７−励磁消磁用電流源、 ８−・−リアクトル、
９−コンデンサ、 １０・−七一夕、１１−リード線、
１２−・七−夕加熱用を源、 Ｓ＋ 、 Ｓｚ−・・
スイッチ
図、第２図は従来の超電導磁石装置を示す図である。 １−・−開切り替え用電源、 ２−開維持用電源、３−
永久電流スイッチ、 ４−永久ｘｉスイッチの超電導
体、 ５−超電導コイル、 ６・−・・超電導磁石、
７−励磁消磁用電流源、 ８−・−リアクトル、
９−コンデンサ、 １０・−七一夕、１１−リード線、
１２−・七−夕加熱用を源、 Ｓ＋ 、 Ｓｚ−・・
スイッチ
Claims (3)
- （１） 超電導磁石を構成する超電導コイルの両端に、
超電導体の常電導状態と超電導状態との間の転移を開閉
動作とする永久電流スイッチ、および励磁消磁用電流源
を接続して励磁または消磁を行う超電導磁石装置におい
て、永久電流スイッチの超電導体に瞬間電圧を加えるこ
とにより、永久電流スイッチの開動作を行うことを特徴
とする超電導磁石装置。 - （２） 永久電流スイッチの開状態を維持するために、
永久電流スイッチの超電導体にパルス電圧を加えること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の超電導磁石
装置。 - （３） 永久電流スイッチの開状態を維持するために、
永久電流スイッチの超電導体に交流電圧を加えることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の超電導磁石装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206715A JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206715A JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371606A true JPH0371606A (ja) | 1991-03-27 |
| JPH0586047B2 JPH0586047B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=16527912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206715A Granted JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0371606A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003085606A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Nippon Signal Co Ltd:The | 料金精算装置 |
| WO2015092910A1 (ja) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石、ｍｒｉおよびｎｍｒ |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1206715A patent/JPH0371606A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003085606A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Nippon Signal Co Ltd:The | 料金精算装置 |
| WO2015092910A1 (ja) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石、ｍｒｉおよびｎｍｒ |
| JPWO2015092910A1 (ja) * | 2013-12-20 | 2017-03-16 | 株式会社日立製作所 | 超電導磁石、ｍｒｉおよびｎｍｒ |
| US10121955B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-11-06 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet, MRI, and NMR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0586047B2 (ja) | 1993-12-09 |
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