JPH06112042A - 超電導コイルのクエンチ検出装置 - Google Patents
超電導コイルのクエンチ検出装置Info
- Publication number
- JPH06112042A JPH06112042A JP25970892A JP25970892A JPH06112042A JP H06112042 A JPH06112042 A JP H06112042A JP 25970892 A JP25970892 A JP 25970892A JP 25970892 A JP25970892 A JP 25970892A JP H06112042 A JPH06112042 A JP H06112042A
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- JP
- Japan
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- quench
- phase difference
- current
- superconducting coil
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】超電導コイルに発生するクエンチを高精度に検
出することにある。 【構成】定電流制御電源２により励磁される超電導コイ
ル１の両端子間電圧を測定する電圧計測器３と、定電流
制御電源２より超電導コイル１に流れる電流を計測する
電流計測器６と、前記電圧計測器３により測定された電
圧から高調波電圧成分を抽出するハイパスフィルタ４お
よび周波数選別器５と、電流計測器６より高調波電流成
分を抽出するハイパスフィルタ７および周波数選別器８
と、これらこれら周波数選別器５，８より抽出された高
調波電圧成分および高調波電流成分の位相差を検出し、
且つこの位相差が９０度を中心に変化があるときクエン
チを検出する位相差検出器９とを備えている。
出することにある。 【構成】定電流制御電源２により励磁される超電導コイ
ル１の両端子間電圧を測定する電圧計測器３と、定電流
制御電源２より超電導コイル１に流れる電流を計測する
電流計測器６と、前記電圧計測器３により測定された電
圧から高調波電圧成分を抽出するハイパスフィルタ４お
よび周波数選別器５と、電流計測器６より高調波電流成
分を抽出するハイパスフィルタ７および周波数選別器８
と、これらこれら周波数選別器５，８より抽出された高
調波電圧成分および高調波電流成分の位相差を検出し、
且つこの位相差が９０度を中心に変化があるときクエン
チを検出する位相差検出器９とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超電導コイルのクエンチ
を高精度に検出可能なクエンチ検出装置に関する。
を高精度に検出可能なクエンチ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核融合実験装置を始めとして医療機器、
電力機器など幅広い分野において採用されつつある超電
導装置においては、超電導コイル全体を液体ヘリウム中
に浸して冷却する方式が採用されている。このような超
電導装置では、磁場や外力等によりコイルの超電導状態
が急速に崩れて常電導状態に転移するクエンチ現象の発
生が常に問題となる。このため、従来ではかかる超電導
コイルに発生するクエンチを検出する種々の方式が提案
され、実験されてきている。
電力機器など幅広い分野において採用されつつある超電
導装置においては、超電導コイル全体を液体ヘリウム中
に浸して冷却する方式が採用されている。このような超
電導装置では、磁場や外力等によりコイルの超電導状態
が急速に崩れて常電導状態に転移するクエンチ現象の発
生が常に問題となる。このため、従来ではかかる超電導
コイルに発生するクエンチを検出する種々の方式が提案
され、実験されてきている。
【０００３】図２は、従来の超電導コイルのクエンチ検
出装置の概略的な構成例を示すものである。図２におい
て、超電導コイル１は直流の定電流制御電源２により通
電される。超電導コイル１には、その両端１３，１４お
よび中点１５に電圧タップ１６，１７，１８を設け、こ
れら電圧タップ１６，１７，１８をクエンチ検出器１９
に接続している。
出装置の概略的な構成例を示すものである。図２におい
て、超電導コイル１は直流の定電流制御電源２により通
電される。超電導コイル１には、その両端１３，１４お
よび中点１５に電圧タップ１６，１７，１８を設け、こ
れら電圧タップ１６，１７，１８をクエンチ検出器１９
に接続している。
【０００４】このクエンチ検出器１９は、電圧タップ間
の電圧の差分を取出している。従って、常時はコイル両
端に電圧が印加されていても、この差分電圧は互いに打
消されて零となるが、超電導コイルがクエンチした時に
は常電導部に発生する抵抗成分による電圧がそのまま残
る。この抵抗成分による電圧とその発生電圧がある一定
の値を越えると、クエンチと判定してクエンチ検出信号
Ｓを出力する。
の電圧の差分を取出している。従って、常時はコイル両
端に電圧が印加されていても、この差分電圧は互いに打
消されて零となるが、超電導コイルがクエンチした時に
は常電導部に発生する抵抗成分による電圧がそのまま残
る。この抵抗成分による電圧とその発生電圧がある一定
の値を越えると、クエンチと判定してクエンチ検出信号
Ｓを出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の超電
導コイルのクエンチ検出装置においては、コイルの製作
精度により電圧差タップ間のインダクタンスが異なる
と、差分電圧が完全に零にならないため、誤差電圧とな
って現れる欠点があった。特に、励磁電圧や消磁電圧が
高くなると、誤差電圧も大きくなり、検出感度を高くす
ることが困難であった。
導コイルのクエンチ検出装置においては、コイルの製作
精度により電圧差タップ間のインダクタンスが異なる
と、差分電圧が完全に零にならないため、誤差電圧とな
って現れる欠点があった。特に、励磁電圧や消磁電圧が
高くなると、誤差電圧も大きくなり、検出感度を高くす
ることが困難であった。
【０００６】本発明は、上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、超電導コイルに発生するクエンチを高精度
に検出することができる超電導コイルのクエンチ検出装
置を提供することを目的とする。
れたもので、超電導コイルに発生するクエンチを高精度
に検出することができる超電導コイルのクエンチ検出装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、電源により励磁される超電導コイルの両端
子間電圧を測定する電圧計測手段と、前記電源より超電
導コイルに流れる電流を計測する電流計測手段と、前記
電圧計測手段により測定された電圧から高調波電圧成分
を抽出する高調波電圧抽出手段と、前記電流計測手段よ
り高調波電流成分を抽出する高調波電流抽出手段と、前
記高調波電圧抽出手段および高調波電流抽出手段よりそ
れぞれ抽出された高調波電圧成分および高調波電流成分
の位相差を検出し、且つこの位相差の変化によりクエン
チを検出する位相差検出手段とを備えたものである。
成するため、電源により励磁される超電導コイルの両端
子間電圧を測定する電圧計測手段と、前記電源より超電
導コイルに流れる電流を計測する電流計測手段と、前記
電圧計測手段により測定された電圧から高調波電圧成分
を抽出する高調波電圧抽出手段と、前記電流計測手段よ
り高調波電流成分を抽出する高調波電流抽出手段と、前
記高調波電圧抽出手段および高調波電流抽出手段よりそ
れぞれ抽出された高調波電圧成分および高調波電流成分
の位相差を検出し、且つこの位相差の変化によりクエン
チを検出する位相差検出手段とを備えたものである。
【０００８】
【作用】このような構成の超電導コイルのクエンチ検出
装置にあっては、超電導コイルが健全な状態にあるとき
は、コイル両端子間に加わる高調波電圧とコイルを流れ
る高調波電流の位相差が９０度であり、位相差検出手段
はクエンチを検出しないが、超電導コイルにクエンチが
発生すると抵抗成分による電圧の変化により高調波電圧
と高調波電流の位相差が９０度からずれて変化するの
で、この変化を検出することでクエンチを検出すること
が可能となる。
装置にあっては、超電導コイルが健全な状態にあるとき
は、コイル両端子間に加わる高調波電圧とコイルを流れ
る高調波電流の位相差が９０度であり、位相差検出手段
はクエンチを検出しないが、超電導コイルにクエンチが
発生すると抵抗成分による電圧の変化により高調波電圧
と高調波電流の位相差が９０度からずれて変化するの
で、この変化を検出することでクエンチを検出すること
が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１０】図１は本発明による超電導コイルのクエン
チ検出装置の構成例を示す回路図であり、主回路の構成
については図２と同一符号を付してその説明を省略す
る。図１において、３は超電導コイル１の両端より導出
した電圧タップ１６および１８に接続された電圧計測器
で、この電圧計測器４は超電導コイル１の両端電圧Ｖを
測定する。また、４はこの電圧計測器３により計測され
た電圧信号が入力され、この電圧信号に含まれる直流成
分を除去するハイパスフィルタ、５はこのハイパスフィ
ルタ４の出力信号が入力され、ある特定の次数の高調波
成分のみを選別する周波数選別器である。
チ検出装置の構成例を示す回路図であり、主回路の構成
については図２と同一符号を付してその説明を省略す
る。図１において、３は超電導コイル１の両端より導出
した電圧タップ１６および１８に接続された電圧計測器
で、この電圧計測器４は超電導コイル１の両端電圧Ｖを
測定する。また、４はこの電圧計測器３により計測され
た電圧信号が入力され、この電圧信号に含まれる直流成
分を除去するハイパスフィルタ、５はこのハイパスフィ
ルタ４の出力信号が入力され、ある特定の次数の高調波
成分のみを選別する周波数選別器である。
【００１１】一方、６は直流の定電流制御電源２と超電
導コイル１との間を結ぶ電路に設けられた電流計測器
で、この電流計測器７は超電導コイル１に流れる電流Ｉ
を測定する。また、７はこの電流計測器６により計測さ
れた電流信号が入力され、この電流信号に含まれる直流
成分を除去するハイパスフィルタ、８はこのハイパスフ
ィルタ７の出力信号が入力され、ある特定の次数の高調
波成分のみを選別する周波数選別器である。
導コイル１との間を結ぶ電路に設けられた電流計測器
で、この電流計測器７は超電導コイル１に流れる電流Ｉ
を測定する。また、７はこの電流計測器６により計測さ
れた電流信号が入力され、この電流信号に含まれる直流
成分を除去するハイパスフィルタ、８はこのハイパスフ
ィルタ７の出力信号が入力され、ある特定の次数の高調
波成分のみを選別する周波数選別器である。
【００１２】さらに、９は電圧系の周波数選別器５およ
び電流系の周波数選別器８でそれぞれ選別された高調波
電圧成分および高調波電流成分が入力される位相差検出
器で、この位相差検出器９は高調波電圧と高調波電流の
位相差を検出し、その位相差が９０度からずれているか
どうかを判別し、位相差が９０度からずれているときク
エンチ検出信号Ｓを出力するものである。
び電流系の周波数選別器８でそれぞれ選別された高調波
電圧成分および高調波電流成分が入力される位相差検出
器で、この位相差検出器９は高調波電圧と高調波電流の
位相差を検出し、その位相差が９０度からずれているか
どうかを判別し、位相差が９０度からずれているときク
エンチ検出信号Ｓを出力するものである。
【００１３】上記構成の超電導コイルのクエンチ検出装
置において、超電導コイル１が健全な状態にあれば、コ
イルの両端に加わる高調波電圧とコイルに流れる高調波
電流の位相差は９０度である。従って、位相差検出器９
では高調波電圧と高調波電流の位相差が９０度からずれ
ていないと判別するので、クエンチ検出信号Ｓは出力さ
れない。
置において、超電導コイル１が健全な状態にあれば、コ
イルの両端に加わる高調波電圧とコイルに流れる高調波
電流の位相差は９０度である。従って、位相差検出器９
では高調波電圧と高調波電流の位相差が９０度からずれ
ていないと判別するので、クエンチ検出信号Ｓは出力さ
れない。
【００１４】また、このような状態にあるとき超電導コ
イル１にクエンチが発生すると、コイルの両端電圧は抵
抗成分による電圧変化が生じるので、高調波電圧と高調
波電流の位相差が９０度からずれる。従って、位相差検
出器９ではこれら高調波電圧と高調波電流の位相差が９
０度からずれていると判別するので、クエンチ検出信号
Ｓを出力する。
イル１にクエンチが発生すると、コイルの両端電圧は抵
抗成分による電圧変化が生じるので、高調波電圧と高調
波電流の位相差が９０度からずれる。従って、位相差検
出器９ではこれら高調波電圧と高調波電流の位相差が９
０度からずれていると判別するので、クエンチ検出信号
Ｓを出力する。
【００１５】このように本実施例では、電圧計測器３に
より超電導コイル１の両端電圧を計測し、ハイパスフィ
ルタ４および周波数選別器５を通して得られる高調波電
圧と電流計測器６により超電導コイル１に流れる電流を
計測し、ハイパスフィルタ７および周波数選別器８を通
して得られる高調波電流を位相差検出器９にそれぞれ与
えてこれらの位相差が９０度よりずれているかどうかを
判別することで、クエンチの有無を検出するようにした
ので、従来のようにコイル電圧の差分を検出ものとは異
なり、コイルの製作誤差による誤差電圧が含まれること
がない。従って、直流の定電流制御電源１の出力電圧が
高いときでも有効にクエンチを検出することができる。
より超電導コイル１の両端電圧を計測し、ハイパスフィ
ルタ４および周波数選別器５を通して得られる高調波電
圧と電流計測器６により超電導コイル１に流れる電流を
計測し、ハイパスフィルタ７および周波数選別器８を通
して得られる高調波電流を位相差検出器９にそれぞれ与
えてこれらの位相差が９０度よりずれているかどうかを
判別することで、クエンチの有無を検出するようにした
ので、従来のようにコイル電圧の差分を検出ものとは異
なり、コイルの製作誤差による誤差電圧が含まれること
がない。従って、直流の定電流制御電源１の出力電圧が
高いときでも有効にクエンチを検出することができる。
【００１６】なお、上記実施例においては、検出された
電圧および電流の位相差が９０度からずれた場合をクエ
ンチと判別したが、位相差がある一定値を越えた時間が
ある一定期間継続していることを条件にクエンチと判定
するようにしてもよい。要するにクエンチの判定基準と
しては、超電導コイルの構成や容量等に応じて種々の基
準を採用することが考えられる。
電圧および電流の位相差が９０度からずれた場合をクエ
ンチと判別したが、位相差がある一定値を越えた時間が
ある一定期間継続していることを条件にクエンチと判定
するようにしてもよい。要するにクエンチの判定基準と
しては、超電導コイルの構成や容量等に応じて種々の基
準を採用することが考えられる。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、超電
導コイルに発生するクエンチを高精度に検出することが
できる超電導コイルのクエンチ検出装置を提供できる。
導コイルに発生するクエンチを高精度に検出することが
できる超電導コイルのクエンチ検出装置を提供できる。
【図１】本発明による超電導コイルのクエンチ検出装置
の一実施例を示す回路構成図。
の一実施例を示す回路構成図。
【図２】従来の超電導コイルのクエンチ検出装置の構成
説明図。
説明図。
１……超電導コイル、２……定電流制御電源、３……電
圧計測器、６……電流計測器、４，７……ハイパスフィ
ルタ、５，８……周波数選別器、９……位相差検出器。
圧計測器、６……電流計測器、４，７……ハイパスフィ
ルタ、５，８……周波数選別器、９……位相差検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】 電源により励磁される超電導コイルの両
端子間電圧を測定する電圧計測手段と、前記電源より超
電導コイルに流れる電流を計測する電流計測手段と、前
記電圧計測手段により測定された電圧から高調波電圧成
分を抽出する高調波電圧抽出手段と、前記電流測定手段
より高調波電流成分を抽出する高調波電流抽出手段と、
前記高調波電圧抽出手段および高調波電流抽出手段より
それぞれ抽出された高調波電圧成分および高調波電流成
分の位相差を検出し、且つこの位相差の変化によりクエ
ンチを検出する位相差検出手段とを備えたことを特徴と
する超電導コイルのクエンチ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970892A JPH06112042A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25970892A JPH06112042A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112042A true JPH06112042A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17337839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25970892A Pending JPH06112042A (ja) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112042A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011002174A3 (ko) * | 2009-06-29 | 2011-03-31 | 한국기초과학지원연구원 | 초전도 자석 운전전류의 켄치 검출을 위한 신호처리방법 |
| JP2022526797A (ja) * | 2019-04-01 | 2022-05-26 | トカマク エナジー リミテッド | 高温超伝導マグネットコイル用導電アセンブリ |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP25970892A patent/JPH06112042A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011002174A3 (ko) * | 2009-06-29 | 2011-03-31 | 한국기초과학지원연구원 | 초전도 자석 운전전류의 켄치 검출을 위한 신호처리방법 |
| JP2022526797A (ja) * | 2019-04-01 | 2022-05-26 | トカマク エナジー リミテッド | 高温超伝導マグネットコイル用導電アセンブリ |
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