JPH0374886A - 永久電流スイッチ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超電導巻線を用いた永久電流回路のオンオ
フを行うための永久電流スイッチに間するものである。

［従来の技術］ 永久電流スイッチは、超電導巻線と、この超電導巻線を
加熱するためのヒータと、例えばＧＦＲＰなどからなる
熱絶縁層からなり、ヒータの加熱により超電導巻線を常
電導遷移させて抵抗を発生させ、ヒータの加熱をやめる
ことによって超電導巻線が超電導状態に復帰することを
利用して、永久電流回路のオンオフを行うものである。

第４図は、例えば特開昭６１−１４７７２号公報に示さ
れた従来の無誘導巻永久を流スイッチの要部を示し、図
において、（１）は永久電流スイッチ本体であり、巻芯
（２）、この巻線（２）の周面部又はその近傍に設けら
れた巻線係止部（３）、超電導線からなる巻線体（４）
及びヒータ（図示省略）などから構成されている０巻Ｉ
Ｉ　（４）は無誘導巻きするために線材の中点部である
折り返し部（４１）が前記巻線係止部（２〉に掛止めさ
れ、それに続く主部（４２）が前記巻芯（２）に平行に
巻回されている。

また第５図は、例えば特開昭８０−７７７９号公報に示
された従来の並列接続方式の永久電流スイッチ装置を示
すもので、図において、（ｌａ）　、　（ｌｂ）　、　
（１，ｃ）　。

（１ｄ）は互いに電気的に並列接続された無誘導巻永久
電流スイッチである。

個々の永久電流スイッチ（１）は超電導線（４）を巻線
係止部（３）に巻線することにより無誘導としている。

そして、それらの複数の永久電流スイッチ＜ｌａ）　、
　（ｌｂ）　、　（ｌｅ）　、　（ｌｄ）をそれぞれ電
気的に並列接続して必要な通電容量を持つ永久電流スイ
ッチ装置をｉ戒している。

［発明が解決しようとする課題］ 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、巻線係止部（３）をとりかこむ超電導線の折り返
し部（４１〉の断面積が零ではないループができるため
に、インダクタンスが発生する。

更に、超電導線が２本折り返されて巻芯部（２〉に巻回
されているためであり、２本の超電導線間のわずかな隙
間や、超電導線内の実際に電流が流れる領域が２本沿わ
せた線間ではある間隔をもつためにインダクタンスが発
生する。従って、厳密にはインダクタンスが零の無誘導
巻線にはならない問題点があった。

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、巻線係止部や、折り返し電流路間に隙間が
存在しても、インダクタンスが十分に小さく無誘導とな
る永久電流スイッチを得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る永久電流スイッチは、巻芯と、この巻芯
またはその近傍に設けられた巻線係止部と、超電導材の
折り返し部を前記巻線係止部に係止して巻き初め部とし
、順次前記巻芯に巻回された超電導線材の巻線体とを備
えた永久電流スイッチにおいて、前記巻線体の少なくと
も一部が撚り合わされてなるように構成したものである
。

［作用］ この発明における永久電流スイッチは、折り返された超
電導線の少なくとも一部が撚線されているために、超電
導線が囲む等価的な断面積が零になり巻線のインダクタ
ンスが極めて小さくなる６［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、（４０〉は超電導線からなる巻線体で
あり、その主部（４２）は図の如く撚線されている。

その他の符号は上記従来装置と同様であることから説明
を省略する。

この場合の製造法として、例えば超電導線を、必要な線
材長の１／２の部分、即ち線材の中点を巻線係止部（３
）にかけて折り返し部（４１）を形成したあと、巻芯部
（２）を回転して所望のピッチで線材に撚りをかけなが
ら巻進めることにより容易に目的とする巻線体く４０）
を形成することができる。また、他の製造例として巻芯
（２）を回転する替わりに、超電導線が巻取られている
ドラム（図示しない〉を回転してもよい。

上記のように槽底された実施例においては、第２図に示
すように、時間的に変化する外部磁界Ｂｅｘ（ｔ）によ
って、撚線された各ループに生じる誘導電流１（１２）
は、各ループ毎に向きが逆となるために、各電流はほぼ
完全に相殺される。各ループの断面積がたとえ有限のも
のであったとしても、その影響がインダクタンスの増大
として現れることはなく、相殺効果によってほぼ完全に
打消せる。

例えば、複数個の永久電流スイッチが、ごく至近距離を
おいて存在するような場合に、１個の永久電流スイッチ
が超電導破壊（クエンチともいう）を生じる場合につい
て考える。

クエンチした永久電流スイッチ回路の電流は急激に減少
し、永久電流スイッチ近傍の磁界も急変する。この急変
磁界によって、周囲にある他の永久電流スイッチに誘導
電圧が発生する。２個の永久電流スイッチ間の相互イン
ダクタンスをＭとすると誘導電圧Ｖは、 但し、ｉはクエンチした永久電流スイッチの電流値、ｔ
は時間である。■が大きい場合にはクエンチが誘発され
てしまう、各々の永久電流スイッチが同一の自己インダ
クタンスを持つとし、その値をＬとすると、２個の永久
電流スイッチ間の相互インダクタンスＭは Ｍ（Ｃ’ＬＬ＝Ｌ すなわち、各々の自己インダクタンスを減らせばＭも減
る１Ｍが減れば近傍にある他の永久電流スイッチの誘導
によるクエンチをひきおこすことかない。

このように上記実施例によれば無誘導巻きした永久電流
スイッチにわずかに残るインダクタンスをほぼ完全にな
くすことができ、ある永久電流スイッチの近傍にある他
の永久電流スイッチに誘発されたクエンチが発生しない
信頼性の高い永久電流スイッチを得る事ができる。

なお、上記実施例では超電導線が巻線係止部（３）に１
本かけられて撚線した場合を示したが、既に２本又は２
本以上のＮ本の偶数本の超電導線が撚線されているもの
の中点を掛止部にかけたあとさらに撚線しながら巻芯に
巻いてもよい、この場合、係止部（３）の有限断面ルー
プによるインダクタンスもほぼ零に抑えることができる
。

なお、Ｎ本の超電導線には同一方向の電流を流してもよ
いが、Ｎ／２本の電流の向きを他のＮ／２本と逆向きに
しても絶対値を等しいものとすれば、インダクタンスの
低減効果は更に高まる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、折り返された超電導の
少なくとも一部を撚線したので、巻線係止部や、折り返
し電流路間に隙間が存在しても、インダクタンスが十分
に小さく無誘導となる永久電流スイッチが得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による永久電流スイッチの
要部を示す断面図、第２図は前記実施例の動作を説明す
る説明図、第３図はこの発明の他の実施例を示す要部断
面図、第４図は従来装置の要部を示す断面図、第５図は
従来の他の例を示す要部斜視図である。 図において、（２）は巻芯、（３）は巻線係止部、（４
０）は巻線体、（４１）は折り返し部である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 代　　理　　人　　　曾　　我　　道　　照１ 馬１図 昂３図 児４図 Ｂｅｘ（ｔ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 巻芯と、この巻芯またはその近傍に設けられた巻線係止
   部と、超電導材からなり、その折り返し部を前記巻線係
   止部に係止して巻き初め部とし、順次前記巻芯に巻回さ
   れた巻線体とを備えた永久電流スイッチにおいて、前記
   巻線体の少なくとも一部が撚り合わされていることを特
   徴とする永久電流スイッチ。