JPH05343223A - 超電導コイルの保護装置 - Google Patents
超電導コイルの保護装置Info
- Publication number
- JPH05343223A JPH05343223A JP14706492A JP14706492A JPH05343223A JP H05343223 A JPH05343223 A JP H05343223A JP 14706492 A JP14706492 A JP 14706492A JP 14706492 A JP14706492 A JP 14706492A JP H05343223 A JPH05343223 A JP H05343223A
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- Japan
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- superconducting coil
- coil
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 両極性通電を行う超電導コイルがクエンチを
生じたとき、両極性の電流をしゃ断出来る保護装置を提
供する。 【構成】 第１の転流コンデンサ41とこれに直列に接続
された第１の投入スイッチ51からなる第１の転流回路
と、第１の転流コンデンサと逆極性に充電される第２の
転流コンデンサ42と、これに直列に接続された第２の投
入スイッチ52からなる第２の転流回路とをそれぞれ直流
しゃ断器３と並列に接続した直流しゃ断部と、超電導コ
イルのクエンチを検出する検出器７と、コイル電流を検
出する電流測定器９と、これらの計器からの信号に応じ
て第１の投入スイッチと第２の投入スイッチの投入制御
を行う制御装置81とを設ける。
生じたとき、両極性の電流をしゃ断出来る保護装置を提
供する。 【構成】 第１の転流コンデンサ41とこれに直列に接続
された第１の投入スイッチ51からなる第１の転流回路
と、第１の転流コンデンサと逆極性に充電される第２の
転流コンデンサ42と、これに直列に接続された第２の投
入スイッチ52からなる第２の転流回路とをそれぞれ直流
しゃ断器３と並列に接続した直流しゃ断部と、超電導コ
イルのクエンチを検出する検出器７と、コイル電流を検
出する電流測定器９と、これらの計器からの信号に応じ
て第１の投入スイッチと第２の投入スイッチの投入制御
を行う制御装置81とを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導コイルの保護装置
に係り、特に両極性通電を行う超電導コイルをクエンチ
による焼損から保護する装置に関するものである。
に係り、特に両極性通電を行う超電導コイルをクエンチ
による焼損から保護する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超電導コイルにおいては、クエンチと称
され、コイルが突然超電導性を失う現象が発生する。超
電導コイルが大型化するにつれ、蓄えられる磁気エネル
ギーが大きくなり、クエンチ発生時にこのエネルギーが
超電導コイル内で熱化されると、超電導コイルの損傷を
招く。
され、コイルが突然超電導性を失う現象が発生する。超
電導コイルが大型化するにつれ、蓄えられる磁気エネル
ギーが大きくなり、クエンチ発生時にこのエネルギーが
超電導コイル内で熱化されると、超電導コイルの損傷を
招く。
【０００３】この為大型の超電導コイルには、クエンチ
保護装置が一般に設けられる。このクエンチ保護装置と
しては、直流しゃ断器とエネルギー吸収用の保護抵抗器
からなるものが用いられ、従来、特開平3 −45163 公報
に示される如く、図３に示すような構成が用いられる。
保護装置が一般に設けられる。このクエンチ保護装置と
しては、直流しゃ断器とエネルギー吸収用の保護抵抗器
からなるものが用いられ、従来、特開平3 −45163 公報
に示される如く、図３に示すような構成が用いられる。
【０００４】図３において、１は超電導コイル、２は超
電導コイル１を励磁する直流電源である。超電導コイル
のクエンチ保護装置は、直流しゃ断器３、転流コンデン
サ４とその投入スイッチ５、保護抵抗器６、超電導コイ
ル１のクエンチを検出する検出器７及び、これらの装置
の動作を統轄制御する制御装置８から構成されている。
通常運転時は、直流しゃ断器３が閉であり、直流電源２
により、超電導コイル１に直流電流を通電している。
電導コイル１を励磁する直流電源である。超電導コイル
のクエンチ保護装置は、直流しゃ断器３、転流コンデン
サ４とその投入スイッチ５、保護抵抗器６、超電導コイ
ル１のクエンチを検出する検出器７及び、これらの装置
の動作を統轄制御する制御装置８から構成されている。
通常運転時は、直流しゃ断器３が閉であり、直流電源２
により、超電導コイル１に直流電流を通電している。
【０００５】超電導コイル１においてクエンチが発生し
た場合は、検出器７の信号を受けた制御装置８の指令に
より、直流しゃ断器３を開極する。これに引き続いてス
イッチ５を投入し、転流コンデンサ４の電荷を、転流コ
ンデンサ４−スイッチ５−直流しゃ断器３−転流コンデ
ンサ４の回路に、直流しゃ断器３に流れていたコイル電
流と逆極性に放電させ、直流しゃ断器３の電流に零点を
強制的に作ることにより、コイル電流のしゃ断を行う。
この結果、直流電源２−直流しゃ断器３−超電導コイル
１を流れていたコイル電流は、保護抵抗器６に転流し、
超電導コイル１に蓄わえられていた磁気エネルギーの大
部分は保護抵抗器６で熱化して、超電導コイル１のコイ
ル電流が減衰する。このようにして、超電導コイル１が
クエンチした場合にも、蓄えられていた磁気エネルギー
の大部分は超電導コイル１の内部で熱化する事がなく、
超電導コイル１の保護が行われる。
た場合は、検出器７の信号を受けた制御装置８の指令に
より、直流しゃ断器３を開極する。これに引き続いてス
イッチ５を投入し、転流コンデンサ４の電荷を、転流コ
ンデンサ４−スイッチ５−直流しゃ断器３−転流コンデ
ンサ４の回路に、直流しゃ断器３に流れていたコイル電
流と逆極性に放電させ、直流しゃ断器３の電流に零点を
強制的に作ることにより、コイル電流のしゃ断を行う。
この結果、直流電源２−直流しゃ断器３−超電導コイル
１を流れていたコイル電流は、保護抵抗器６に転流し、
超電導コイル１に蓄わえられていた磁気エネルギーの大
部分は保護抵抗器６で熱化して、超電導コイル１のコイ
ル電流が減衰する。このようにして、超電導コイル１が
クエンチした場合にも、蓄えられていた磁気エネルギー
の大部分は超電導コイル１の内部で熱化する事がなく、
超電導コイル１の保護が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の超電導コイルの
クエンチ保護装置は、上述のような構成動作を行ってい
た。しかしながら、例えば核融合装置のポロイダル磁場
コイルに超電導コイルを用いる場合などでは、装置運転
中超電導コイルには両極性の電流を通電する事が要求さ
れるためクエンチ保護装置においても、両極性の電流を
しゃ断できる事が必要となって来る。
クエンチ保護装置は、上述のような構成動作を行ってい
た。しかしながら、例えば核融合装置のポロイダル磁場
コイルに超電導コイルを用いる場合などでは、装置運転
中超電導コイルには両極性の電流を通電する事が要求さ
れるためクエンチ保護装置においても、両極性の電流を
しゃ断できる事が必要となって来る。
【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、両極性通電を行う超電導コイルがクエンチを生
じたとき両極性の電流をしゃ断出来る保護装置を提供す
る事を目的とする。
であり、両極性通電を行う超電導コイルがクエンチを生
じたとき両極性の電流をしゃ断出来る保護装置を提供す
る事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、第１の転流コンデンサとこれに
直列に接続された第１の投入スイッチからなる第１の転
流回路と、第１の転流コンデンサと逆極性に充電される
第２の転流コンデンサと、これに直列に接続された第２
の投入スイッチからなる第２の転流回路とをそれぞれ直
流しゃ断器と並列に接続した直流しゃ断部と、超電導コ
イルのクエンチを検出する検出器と、コイル電流を検出
する電流測定器と、これらの計器からの信号に応じて第
１の投入スイッチと第２の投入スイッチの投入制御を行
う制御装置とを設けた事を特徴とする。
め、本発明においては、第１の転流コンデンサとこれに
直列に接続された第１の投入スイッチからなる第１の転
流回路と、第１の転流コンデンサと逆極性に充電される
第２の転流コンデンサと、これに直列に接続された第２
の投入スイッチからなる第２の転流回路とをそれぞれ直
流しゃ断器と並列に接続した直流しゃ断部と、超電導コ
イルのクエンチを検出する検出器と、コイル電流を検出
する電流測定器と、これらの計器からの信号に応じて第
１の投入スイッチと第２の投入スイッチの投入制御を行
う制御装置とを設けた事を特徴とする。
【０００９】
【作用】上述の如く構成する事により、電流測定器で検
出するコイル電流信号の極性に応じて、第１又は第２の
投入スイッチを選択して投入する事が出来るので、コイ
ル電流をその極性によらずしゃ断する事が可能となり、
両極性通電を行う超電導コイルのクエンチ保護を行うこ
とが出来る。
出するコイル電流信号の極性に応じて、第１又は第２の
投入スイッチを選択して投入する事が出来るので、コイ
ル電流をその極性によらずしゃ断する事が可能となり、
両極性通電を行う超電導コイルのクエンチ保護を行うこ
とが出来る。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例の構成を図１に示す。この
図において、図５と同一の番号を付したものは、図５と
同じものを表わしている。21は超電導コイル１を励磁す
る直流電源であるが、両極性通電が可能なものである。
41，42は転流コンデンサであり、図示されていない充電
電源により、互に逆の極性に充電されている。51，52は
転流コンデンサ41，41とそれぞれ直列に接続された投入
スイッチである。９は、コイル電流を核出する電流測定
器であり、制御装置81は、図示されていないが、電流測
定器９の信号に応じて投入スイッチ51，52の投入制御を
行う機能を有する。
図において、図５と同一の番号を付したものは、図５と
同じものを表わしている。21は超電導コイル１を励磁す
る直流電源であるが、両極性通電が可能なものである。
41，42は転流コンデンサであり、図示されていない充電
電源により、互に逆の極性に充電されている。51，52は
転流コンデンサ41，41とそれぞれ直列に接続された投入
スイッチである。９は、コイル電流を核出する電流測定
器であり、制御装置81は、図示されていないが、電流測
定器９の信号に応じて投入スイッチ51，52の投入制御を
行う機能を有する。
【００１１】図１の構成において、超電導コイル１でク
エンチが発生した場合、例えば、電流測定器９で検出さ
れたコイル電流が、正極性の時は投入スイッチ51を投入
して直流しゃ断器３の電流に零点を作り、負極性の場合
は、投入スイッチ52を投入して、転流コンデンサ41と逆
極性に充電された転流コンデンサ42を放電する事によ
り、直流しゃ断器３の電流に零点を作るように、制御装
置81により、投入スイッチ51，52の選択制御を行う。上
記により、コイル電流の極性が正負いづれの場合でも、
直流電流しゃ断を行う事が可能となり、超電導コイル１
のクエンチ保護を行う事が出来る。 （他の実施例）
エンチが発生した場合、例えば、電流測定器９で検出さ
れたコイル電流が、正極性の時は投入スイッチ51を投入
して直流しゃ断器３の電流に零点を作り、負極性の場合
は、投入スイッチ52を投入して、転流コンデンサ41と逆
極性に充電された転流コンデンサ42を放電する事によ
り、直流しゃ断器３の電流に零点を作るように、制御装
置81により、投入スイッチ51，52の選択制御を行う。上
記により、コイル電流の極性が正負いづれの場合でも、
直流電流しゃ断を行う事が可能となり、超電導コイル１
のクエンチ保護を行う事が出来る。 （他の実施例）
【００１２】本発明の他の実施例の構成を図２に示す。
図において図１と同一の番号を付したものは図１と同じ
ものを表わしている。10，11は本実施例により設けられ
たもので、電流レベルの設定器及び、設定された電流レ
ベルと電流測定器９の出力信号を比較する比較器をそれ
ぞれ表わしている。制御装置82には、図示されていない
が、比較器11の出力信号により、保護動作を決定する機
能が設けられている。
図において図１と同一の番号を付したものは図１と同じ
ものを表わしている。10，11は本実施例により設けられ
たもので、電流レベルの設定器及び、設定された電流レ
ベルと電流測定器９の出力信号を比較する比較器をそれ
ぞれ表わしている。制御装置82には、図示されていない
が、比較器11の出力信号により、保護動作を決定する機
能が設けられている。
【００１３】図２の構成においては、超電導コイル１で
クエンチが発生した場合比較器11により、コイル電流の
値が設定器10で設定された電流レベルより正で大きいと
判定されるか、負で小さいと判定された時には、コイル
電流値の正・負に応じて投入スイッチ51，52のいづれか
を投入するよう、制御装置82で制御する事により、コイ
ル電流をしゃ断してクエンチ保護を行う。比較器11によ
りコイル電流の絶対値が設定器10で設定された電流レベ
ルより小さいと判定された場合は、制御装置82は、クエ
ンチ検出器７からの信号があっても、直流しゃ断動作を
行わない。
クエンチが発生した場合比較器11により、コイル電流の
値が設定器10で設定された電流レベルより正で大きいと
判定されるか、負で小さいと判定された時には、コイル
電流値の正・負に応じて投入スイッチ51，52のいづれか
を投入するよう、制御装置82で制御する事により、コイ
ル電流をしゃ断してクエンチ保護を行う。比較器11によ
りコイル電流の絶対値が設定器10で設定された電流レベ
ルより小さいと判定された場合は、制御装置82は、クエ
ンチ検出器７からの信号があっても、直流しゃ断動作を
行わない。
【００１４】このように構成すれば電流測定器９による
コイル電流に検出誤差があっても投入スイッチ51，52を
誤って投入する事が無く、これに起因する不必要なしゃ
断を防止する事が出来る。なお、超電導コイル１に蓄え
られる磁気エネルギーはコイル電流の２乗に比例するの
で、コイル電流の小さい場合には、直流しゃ断動作を行
わず、蓄わえられた磁気エネルギーが、コイル内で熱化
したとしても超電導コイル１が損傷しないようにする事
が出来る。
コイル電流に検出誤差があっても投入スイッチ51，52を
誤って投入する事が無く、これに起因する不必要なしゃ
断を防止する事が出来る。なお、超電導コイル１に蓄え
られる磁気エネルギーはコイル電流の２乗に比例するの
で、コイル電流の小さい場合には、直流しゃ断動作を行
わず、蓄わえられた磁気エネルギーが、コイル内で熱化
したとしても超電導コイル１が損傷しないようにする事
が出来る。
【００１５】また、上述の実施例は、コイル電流の絶対
値が設定器10で設定された電流レベルより小さい時に、
直流しゃ断動作を行わない場合について説明したが、こ
の時、両方のコイル電流極性に対応するしゃ断動作を行
うようにする事も可能である。
値が設定器10で設定された電流レベルより小さい時に、
直流しゃ断動作を行わない場合について説明したが、こ
の時、両方のコイル電流極性に対応するしゃ断動作を行
うようにする事も可能である。
【００１６】例えば図２において、比較器11によりコイ
ル電流の絶対値が設定器10で設定された電流レベルより
小さいと判定された場合は、直流しゃ断器３を開極する
とともに、例えば投入スイッチ51を投入し、転流コンデ
ンサ41の放電が完了した後引きつづきスイッチ52を投入
するよう、制御装置82で制御する。このようにすればコ
イル電流はその極性によらず、転流コンデンサ41，42の
いづれかの放電によってしゃ断されるので、電流測定器
９に誤差があっても、有効なクエンチ保護が行える。ま
たこの時、転流コンデンサ41，42のいづれかの放電電流
がコイル電流と同方向に重畳される可能性があるが、コ
イル電流が小さいので、直流しゃ断器３に過大な電流が
流れる事はない。
ル電流の絶対値が設定器10で設定された電流レベルより
小さいと判定された場合は、直流しゃ断器３を開極する
とともに、例えば投入スイッチ51を投入し、転流コンデ
ンサ41の放電が完了した後引きつづきスイッチ52を投入
するよう、制御装置82で制御する。このようにすればコ
イル電流はその極性によらず、転流コンデンサ41，42の
いづれかの放電によってしゃ断されるので、電流測定器
９に誤差があっても、有効なクエンチ保護が行える。ま
たこの時、転流コンデンサ41，42のいづれかの放電電流
がコイル電流と同方向に重畳される可能性があるが、コ
イル電流が小さいので、直流しゃ断器３に過大な電流が
流れる事はない。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば両極性通電を行う超電導
コイルに対し有効なクエンチ保護をおこなう事が出来
る。
コイルに対し有効なクエンチ保護をおこなう事が出来
る。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図、
【図２】本発明の第２の実施例の構成図、
【図３】従来の保護装置の構成図。
１…超電導コイル ２，21…直流電源 ３…直流しゃ断器 ４，41，42…転流コンデンサ ５，51，52…投入スイッチ ６…保護抵抗器 ７…クエンチ検出器 ８，81，82…クエンチ保護装置の制御装置 ９…電流測定器 10…設定器 11…比較器
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の転流コンデンサとこれに直列に接
続される第１の投入スイッチとからなる第１の転流回路
と、第１の転流コンデンサと逆極性に充電される第２の
転流コンデンサとこれに直列に接続される第２の投入ス
イッチとからなる第２の転流回路とを、直流しゃ断器と
それぞれ並列に接続してなり、超電導コイルとこれに両
極性電流を通電する電源とのあいだに接続した直流しゃ
断部と、超電導コイルの電流を検出する電流測定器と、
超電導コイルのクエンチを検出する検出器と、これらの
計器からの信号にもとづいて直流しゃ断部の動作を制御
する制御部と、超電導コイルに蓄えられている磁気エネ
ルギーを吸収する保護抵抗器とを備えたことを特徴とす
る超電導コイルの保護装置。 - 【請求項２】 電流レベルを設定する手段と、この電流
レベルと電流測定器によって検出されたコイル電流とを
比較する手段とを設け、超電導コイルにクエンチが発生
した時、コイル電流の絶対値が設定された電流レベルよ
り小さい場合は、直流しゃ断部の動作を行わないように
したことを特徴とする請求項１記載の超電導コイルの保
護装置。 - 【請求項３】 電流レベルを設定する手段と、この電流
レベルと電流測定器によって検出されたコイル電流とを
比較する手段とを設け、超電導コイルにクエンチが発生
した時、コイル電流の絶対値が設定された電流レベルよ
り小さい場合は、直流しゃ断部にコイル電流の両極性に
対応するしゃ断動作を行わせるようにしたことを特徴と
する請求項１記載の超電導コイルの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14706492A JPH05343223A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超電導コイルの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14706492A JPH05343223A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超電導コイルの保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343223A true JPH05343223A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15421674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14706492A Pending JPH05343223A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | 超電導コイルの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343223A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610351A (zh) * | 2011-01-19 | 2012-07-25 | 通用电气公司 | 用于在失超期间保护磁共振成像磁体的装置和方法 |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP14706492A patent/JPH05343223A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102610351A (zh) * | 2011-01-19 | 2012-07-25 | 通用电气公司 | 用于在失超期间保护磁共振成像磁体的装置和方法 |
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