JPH10149914A

JPH10149914A - 超伝導磁石電気回路

Info

Publication number: JPH10149914A
Application number: JP9237556A
Authority: JP
Inventors: Dan Arthur Gross; ダン・オーサー・グロス; Bu-Xin Xu; ブ−キシン・クー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1998-06-02
Also published as: EP0828331B1; DE69735287D1; DE69735287T2; EP0828331A2; US5731939A; EP0828331A3

Abstract

(57)【要約】【課題】低作動エネルギで信頼できる高速動作のクエ
ンチング保護をなし得る超伝導磁石電気回路を提供す
る。【解決手段】含浸された超伝導スイッチ線２６が、直
列結合されたコイル部１８、２０、２２、２４を有して
いる低温安定な超伝導コイル集合体１２のリード線に結
合されている。直列結合されたファンイン抵抗ヒータ５
２、５４、５６、５８も、対応するコイル部と並列結合
されていると共に、超伝導スイッチ線と熱的に近接して
配置されている。ファンアウト抵抗ヒータ６８、７０、
７２、７４が、対応するコイル部と並列結合されている
と共に対応するコイル部と熱的に近接して配置されてい
る。１つのコイル部の局所クエンチングにより、それに
対応するファンイン抵抗ヒータが作動して、超伝導スイ
ッチ線２６がクエンチングされる。その結果、すべての
ファンアウト抵抗ヒータが作動して、すべてのコイル部
が全体的にクエンチングされ、その結果、局所クエンチ
ングの損傷が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には超伝導磁石
に関し、更に詳しくは、クエンチングの間に超伝導コイ
ル集合体を損傷から保護する超伝導磁石電気回路に関す
る。

【０００２】

【発明の背景】超伝導磁石は、超伝導コイル集合体を有
している超伝導装置であり、超伝導装置には、医用診断
のための磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ（magnetic res
onanceimaging））システム、発電機及び電動機のため
の超伝導回転子、並びに列車運搬のための磁気浮上装置
が含まれるが、これらに限定されるものではない。超伝
導材料を巻線とした磁石によれば、電力損失を生じるこ
となく大電流を通すことができるという利点が得られ
る。このことは、超伝導巻線が電流に対して抵抗を示さ
ないという事実による。この零抵抗の性質の結果とし
て、極めて小さい線（ワイヤ）又はテープが超伝導状態
では非常に大きい電流を通すことができる。ＭＲＩ磁石
は非常に高い静磁場を必要とするので、この零抵抗の性
質は、ＭＲＩ磁石を構成する際に特に有利であった。

【０００３】しかしながら、超伝導磁石を設計するとき
には、超伝導線又はテープが、ある点でその超伝導能力
を「失って」、抵抗性となる可能性を考慮に入れなけれ
ばならない。超伝導状態から抵抗状態へのこの変換は
「クエンチング」として知られている。「クエンチン
グ」は例えば、超伝導材料の温度を超伝導が生じるのに
必要な臨界温度以下に保つのに必要な（例えば、液体ヘ
リウムによる）低温冷却が失われることによって発生し
得る。超伝導線が抵抗性になった場合には、正規状態で
は抵抗性の温度上昇なしに大電流を通す線が、高電圧損
失及び高電力損失の両方を発生する。これらの電圧損失
及び電力損失は、過大になるままにされたり、あまりに
局所的なままにされたりすると、磁石をひどく損傷する
ことがあり得る。

【０００４】上述した結果、磁石は、「クエンチング」
の開始後できるだけ早く「クエンチング」が伝搬するよ
うに設計されている。即ち、巻線のある領域にクエンチ
ングが生じた場合に、できる限り早く巻線全体が抵抗性
となるように、磁石は設計されている。この設計基準に
より、磁石の蓄積エネルギがより大きな質量全体に分散
されるので、電圧は低くなり、ピーク温度は低くなる。
公知のクエンチング保護手法は、（超伝導装置の超伝導
コイル集合体の電気中心からの）クエンチング検出信号
を用いて、エネルギ・ダンプ抵抗に直接給電すること、
又は超伝導装置の超伝導コイル集合体の近くに配置され
ている広域電気ヒータに直接給電することを含んでい
る。このような公知の手法では、動作に比較的長時間を
要する。低温保持装置（クライオスタット）の外側でク
エンチング検出信号を増幅させることも知られている
が、これにより、信頼性及び付加的な低温保持装置の貫
通の問題が生じる。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、クエンチングの間に超
伝導磁石が損傷しないように保護する電気回路を提供す
ることにある。

【０００６】

【発明の概要】本発明の超伝導磁石の電気回路は、低温
で安定な超伝導コイル集合体と、含浸された超伝導スイ
ッチ線と、ダンプ抵抗集合体と、ファンイン・ヒータ集
合体と、ファンアウト・ヒータ集合体とを含んでいる。
超伝導スイッチ線、ダンプ抵抗集合体、ファンイン・ヒ
ータ集合体及びファンアウト・ヒータ集合体の第１及び
第２のリード線は、超伝導コイル集合体の第１及び第２
のリード線とそれぞれ結合されている。超伝導コイル集
合体は、直列に結合された少なくとも４つのコイル部を
有している。ダンプ抵抗集合体は、直列に結合された多
数のダンプ抵抗を有しており、各々のダンプ抵抗も、コ
イル部の別々の１つと並列に結合されている。ファンイ
ン・ヒータ集合体は、直列に結合された多数のファンイ
ン抵抗ヒータを有しており、各々のファンイン抵抗ヒー
タも、コイル部の別々の１つと並列に結合されていると
共に、各々のファンイン抵抗ヒータは、超伝導スイッチ
線に熱的に近接して配置されている。ファンアウト・ヒ
ータ集合体は、並列に結合された多数のファンアウト抵
抗ヒータを有しており、各々のファンアウト抵抗ヒータ
は、コイル部の別々の１つに熱的に近接して配置されて
いる。

【０００７】本発明からは、いくつかの利益及び利点が
得られる。超伝導磁石の電気回路は、付加的な低温保持
装置の貫通を必要としない。１つのコイル部の局所領域
にクエンチングが生じたときに、関連するファンイン抵
抗ヒータに小電流が流れて、超伝導スイッチ線が素早く
クエンチングする。これにより、各々のファンアウト抵
抗ヒータに大電流が流れて、超伝導コイル集合体全体は
素早くクエンチングする。こうして、１つのコイル部の
局所領域のクエンチングをその１つのコイル部全体で、
且つすべての他のコイル部全体で分担しない場合に生じ
るコイルの損傷が防止される。

【０００８】

【実施例】図面は本発明の第１の好ましい実施例を示
す。図面を参照すると、図１は本発明の超伝導磁石電気
回路１０の第１の好ましい実施例を示す。超伝導磁石電
気回路１０は、低温で安定な超伝導コイル集合体１２を
含んでいる。「低温安定」（ときには、「非含浸」と呼
ばれる。）は、超伝導磁石の分野で用いられている従来
の用語であり、流体冷凍剤（例えば、液体、及び温度が
ほぼ４ケルビンの上層のガス状ヘリウム）が超伝導コイ
ル集合体１２を構成している超伝導線又はテープ巻線と
直接物理的に接触することにより冷却されるように超伝
導コイル集合体１２が設計されているということを示し
ている。図示するように、超伝導コイル集合体１２は、
（図１で破線で示されている）低温保持装置のエンクロ
ージャ１３内に配設されている。好ましくは、超伝導線
又はテープは、多孔性の電気絶縁体（例えば、互いに隣
接した螺旋形ターンの間にも間隙を有している従来の螺
旋形に巻かれた多孔性の電気絶縁体）を有している銅安
定化されたＮｂ−Ｔｉ線であり、流体冷凍剤は多孔性の
電気絶縁体を浸透して、銅安定化されたＮｂ−Ｔｉ線と
直接物理的に接触している。超伝導コイル集合体１２
は、第１及び第２のリード線（即ち、集合体リード線）
１４及び１６を有している。超伝導コイル集合体１２
は、少なくとも４つの（好ましくは、６個から１６個
の）コイル部１８、２０、２２及び２４を有している。
コイル部１８、２０、２２及び２４は、直列に結合され
ており（即ち、超伝導コイル集合体１２の第１のリード
線１４と第２のリード線１６との間に、且つ第１及び第
２のリード線１４及び１６と直列に結合されてお
り、）、好ましくは低温保持装置のエンクロージャ１３
内に収容されている流体冷凍剤２５と本質的に完全に接
触している。あるＭＲＩ用途では、コイル部１８、２
０、２２及び２４は、主コイル全体（主コイルは、磁石
のイメージング体積内に高磁場強度を形成するのを助け
ることを目的とするコイルである。）、バッキング・コ
イル全体（バッキング・コイルは、イメージング体積内
により均一な磁場を形成するように配置されており、主
コイルと反対方向に電流を通すコイルである。）、又は
遮蔽コイル全体（遮蔽コイルは、漂遊磁場が磁石から漏
れないように配置されており、主コイルと反対方向に電
流を通すコイルである。）となるように選択されてい
る。他のＭＲＩ用途では、コイル部１８、２０、２２及
び２４は、例えば主コイルの１／４、遮蔽コイルの半分
とすることができる。

【０００９】電気回路１０は又、含浸された超伝導スイ
ッチ線２６を含んでいる。「含浸された」は、超伝導磁
石の分野で用られている従来の用語であり、超伝導スイ
ッチ線２６が不浸透コーティング（例えば、エポキシ）
によって取り囲まれているので、超伝導スイッチ線２６
は流体冷凍剤との直接の物理的接触がなく、その代わり
に超伝導スイッチ線２６の長さに沿った内部熱伝導によ
り（そして超伝導スイッチ線２６の巻線相互の間のエポ
キシを介した熱伝導により）冷却しなければならないと
いうことを示す。図１に示すように、超伝導スイッチ線
２６は低温保持装置のエンクロージャ１３内に配置され
ているが、超伝導スイッチ線２６が含浸されているの
で、流体冷凍剤との接触は本質的に完全にない。好まし
くは、超伝導スイッチ線２６はエポキシ含浸されてお
り、銅安定化されたＮｂ−Ｔｉ超伝導線である。超伝導
スイッチ線２６は、超伝導コイル集合体１２の第１及び
第２のリード線１４及び１６とそれぞれ直列に結合され
た第１及び第２のリード線２８及び３０を有している。
好ましくは、超伝導スイッチ線２６は、（図１で超伝導
スイッチ線２６と交差している矢印により図式的に示さ
れているように）ランプ（ｒａｍｐ）スイッチ超伝導線
である。ランプ・スイッチ超伝導線は、（明瞭にするた
め図１では省略された）ヒータ部をも含んでいる従来の
ランプ・スイッチの超伝導線部である。当業者には知ら
れているように、ランプ・スイッチは典型的には、低温
流体内に配置されており、ヒータ部をターンオン及びタ
ーンオフすることにより、ランプ・スイッチは超伝導線
部を抵抗モードと超伝導モード（即ち、動作状態）との
間で切り換えることができる。超伝導スイッチを使用し
て、超伝導コイル集合体１２を持続超伝導動作モードと
非持続超伝導動作モードとの間で切り換える。典型的に
は、超伝導スイッチを使用して、超伝導コイル集合体１
２の超伝導動作を始動し、そしてこのような超伝導動作
を故意に停止させる。好ましくは、超伝導スイッチ線２
６は、超伝導コイル集合体１２の体積のほぼ１００の１
未満の体積を有している。

【００１０】電気回路１０は又、ダンプ抵抗集合体３２
を含んでいる。ダンプ抵抗集合体３２は、超伝導コイル
集合体１２の第１及び第２のリード線１４及び１６にそ
れぞれ結合された第１及び第２のリード線（即ち、集合
体リード線）３４及び３６を有している。図１に示すよ
うに、ダンプ抵抗集合体３２は低温保持装置のエンクロ
ージャ１３内に配設されている。ダンプ抵抗集合体３２
は、直列に結合された（即ち、ダンプ抵抗集合体３２の
第１及び第２のリード線３４及び３６の間に、且つ第１
及び第２のリード線３４及び３６と直列に結合された）
複数のダンプ抵抗３８、４０、４２及び４４を有してい
る。図１に示すように、ダンプ抵抗３８、４０、４２、
４４の各々は又、コイル部１８、２０、２２及び２４の
別々の１つと並列に結合されている。好ましくは、ダン
プ抵抗３８、４０、４２及び４４はほぼ同一のダンプ抵
抗である。

【００１１】電気回路１０は更に、ファンイン・ヒータ
集合体４６を含んでいる。ファンイン・ヒータ集合体４
６は、超伝導コイル集合体１２の第１及び第２のリード
線１４及び１６にそれぞれ結合された第１及び第２のリ
ード線（即ち、集合体リード線）４８及び５０を有して
いる。図１に示すように、ファンイン・ヒータ集合体４
６は、低温保持装置のエンクロージャ１３内（そして特
に、超伝導スイッチ線２６に熱的に近接した超伝導ラン
プ・スイッチ内）に配設されている。ファンインヒータ
集合体４６は、直列に結合された（即ち、ファンイン・
ヒータ集合体３２の第１及び第２のリード線４８及び５
０の間に、且つ第１及び第２のリード線４８及び５０と
直列に結合された）複数のファンイン抵抗ヒータ５２、
５４、５６及び５８を有している。「ファンイン」とい
う用語は、これらの抵抗ヒータを回路内の他の抵抗ヒー
タと区別するために本発明者が用いている任意の用語で
ある。図１に示すように、ファンイン抵抗ヒータ５２、
５４、５６及び５８の各々は又、コイル部１８、２０、
２２及び２４の別々の１つと並列に結合されており、フ
ァンイン抵抗ヒータ５２、５４、５６及び５８の各々は
又、超伝導スイッチ線２６に熱的に近接して配設されて
いる。好ましくは、ファンイン抵抗ヒータ５２、５４、
５６及び５８は、ほぼ同一の抵抗ヒータである。代表的
な構成例では、ファンイン・ヒータ集合体４６及び超伝
導スイッチ線２６は、（図１に破線で示されている）ユ
ニット６０として同じパッケージに実装されている。

【００１２】電気回路１０は更に、ファンアウト・ヒー
タ集合体６２を含んでいる。ファンアウト・ヒータ集合
体６２は、超伝導コイル集合体１２の第１及び第２のリ
ード線１４及び１６にそれぞれ結合された第１及び第２
のリード線（即ち、集合体リード線）６４及び６６を有
している。図１に示すように、ファンアウト・ヒータ集
合体６２は低温保持装置のエンクロージャ１３内に（そ
して特に、超伝導コイル集合体１２のコイル部１８、２
０、２２及び２４に熱的に近接して）配設されている。
ファンアウト・ヒータ集合体６２は、並列に結合された
（即ち、ファンアウト・ヒータ集合体６２の第１及び第
２のリード線６４及び６６の間に、且つ第１及び第２の
リード線６４及び６６と並列に結合された）複数のファ
ンアウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及び７４を有して
いる。「ファンアウト」という用語は、これらの抵抗ヒ
ータを回路内の他の抵抗ヒータと区別するために本発明
者が用いている任意の用語である。図１に示すように、
ファンアウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及び７４の各
々は、コイル部１８、２０、２２及び２４の別々の１つ
に熱的に近接して配設されている。好ましくは、ファン
アウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及び７４はほぼ同一
の抵抗ヒータである。

【００１３】超伝導コイル集合体１２及び超伝導スイッ
チ線２６は、電気回路１０の超伝導素子であり、ダンプ
抵抗集合体３２、ファンイン・ヒータ集合体４６及びフ
ァンアウト・ヒータ集合体６２は、電気回路１０の抵抗
素子である。更に、超伝導コイル集合体１２及び超伝導
スイッチ線２６は、超伝導モード及び抵抗（即ち、クエ
ンチングされた）モードを有している。好ましくは、電
気回路１０が抵抗モードで動作しているときに本質的に
同じ電圧となるように、超伝導コイル集合体１２、超伝
導スイッチ線２６、ダンプ抵抗集合体３２、ファンイン
・ヒータ集合体４６及びファンアウト・ヒータ集合体６
２の第１のリード線１４、２８、３４、４８及び６４の
すべては一緒に結合されている。同様に好ましくは、電
気回路１０が抵抗モードで動作しているときに本質的に
同じ電圧となるように、超伝導コイル集合体１２、超伝
導スイッチ線２６、ダンプ抵抗集合体３２、ファンイン
・ヒータ集合体４６及びファンアウト・ヒータ集合体６
２の第２のリード線１６、３０、３６、５０及び６６の
すべては一緒に結合されている。

【００１４】多くのＭＲＩ超伝導磁石では、局所化され
た磁石クエンチングが自然に開始した後、約２秒後にク
エンチング保護が動作しなければならない。しかしなが
ら、局所化されたクエンチングにより超伝導コイル集合
体１２に加わる損傷のおそれのある温度及び応力は、保
護システムの動作時間が長くなるにつれて非常に急速に
上昇、増大する。従って、保護システムの動作の１００
ｍｓのスピードアップごとに、超伝導コイル集合体１２
の損傷を回避する上で著しい利益が得られる。本発明の
超伝導磁石電気回路１０は、低作動エネルギで信頼でき
る高速動作のクエンチング保護を提供する。

【００１５】次に、超伝導コイル集合体１２を保護する
際の本発明の電気回路１０の動作及び利点について説明
する。電気回路１０が超伝導モードで動作しているとき
に、電流は本質的に、超伝導コイル集合体１２と超伝導
スイッチ線２６とで構成されている超伝導ループに流れ
るだけである。電気回路１０の超伝導モードでは、電流
は流れず、ダンプ抵抗集合体３２、ファンイン・ヒータ
集合体４６又はファンアウト・ヒータ集合体６２が熱を
発生することはない。図１において、コイル部２０の局
所領域でクエンチングが開始したものと仮定する。これ
により、コイル部２０に電圧差が生じるので、ファンイ
ン抵抗ヒータ５４に電圧差が生じる。ファンイン抵抗ヒ
ータ５４は熱くなって、近くの超伝導スイッチ線２６を
クエンチングさせる。これにより、ファンアウト・ヒー
タ集合体６２の第１及び第２のリード線６４及び６６の
間に、且つファンアウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及
び７４の各々を介して電圧差が生じる。ファンアウト抵
抗ヒータ６８、７０、７２及び７４はすべて熱くなっ
て、他のコイル部１８、２２及び２４の全体と同様に、
コイル部２０全体が均等にクエンチングされる。クエン
チング事象の間に電気回路１０が経験する高電圧は、ダ
ンプ抵抗３８、４０、４２及び４４によって、電気回路
１０の電気絶縁が取り扱えるレベルに制限される。

【００１６】例示の実施例では、電気回路１０は又、傾
斜上昇（ランプアップ）の間に生じるクエンチングの間
に、超伝導コイル集合体の保護を行う。この目的のため
に、電気回路１０は好ましくは、電源７６と、（図面に
破線で示されている）継電器（リレー）７８と、ほぼ同
一の第１及び第２の磁束ループ８０及び８２と、第１、
第２及び第３の差動増幅器８４、８６及び８８とを含ん
でおり、図面に示すように、これらはすべて低温保持装
置のエンクロージャ１３の外側に配設されている。電源
７６を用いて超伝導コイル集合体１２を傾斜上昇させた
後に、電源７６はスイッチングで電気回路１０から除か
れる（明瞭にするため、このようなスイッチングは図１
では省略されている。）。電源７６は第１及び第２のリ
ード線９０及び９２を有しており、第１及び第２のリー
ド線９０及び９２はリード線抵抗を含んでいてもよい
（明瞭にするため、このようなリード線抵抗は図１では
省略されている。）。電源７６の第１のリード線９０
は、超伝導コイル集合体１２の第１のリード線１４に結
合されている。

【００１７】継電器７８は、（常時開の）スイッチ部９
４と、アクチュエータ部９６とを有している。アクチュ
エータ部９６は、スイッチ部９４を開閉するように動作
結合されている。スイッチ部９４は、電源７６の第２の
リード線９２に結合された第１のリード線９８と、超伝
導コイル集合体１２の第２のリード線１６に結合された
第２のリード線１００とを有している。

【００１８】図１に示すように、差動増幅器８４、８６
及び８８の各々は、２つの入力と、１つの出力とを有し
ており、磁束ループ８０及び８２の各々は、２つの端を
有している。第１の磁束ループ８０の２つの端の各々
は、第１の差動増幅器８４の２つの入力の別々の１つに
結合されている。第２の磁束ループ８２の２つの端の各
々は、第２の差動増幅器８６の２つの入力の別々の１つ
に結合されている。第１及び第２の差動増幅器８４及び
８６の出力の各々は、第３の差動増幅器８８の２つの入
力の別々の１つに結合されている。第３の差動増幅器８
８の出力は、継電器７８のアクチュエータ部９６に結合
されている。

【００１９】図１には示されていないが、当業者には明
らかなように、好ましくは、磁束ループ８０及び８２は
低温保持装置のエンクロージャ１３のボア（中孔）内に
配設されており、超伝導コイル集合体１２は、全体的に
縦方向に伸びている軸を有していると共に、縦方向に最
も外側の一対の部分を含んでおり、磁束ループ８０及び
８２の各々は、軸と全体的に同軸に揃えられていると共
に、超伝導コイル集合体１２の縦方向に最も外側の一対
の部分の別々の１つに近接して配置されている。動作に
ついて説明すると、電源７６は常時閉のスイッチ部９４
を介して、超伝導コイル集合体１２を傾斜上昇させる。
傾斜上昇の間にコイル部１８、２０、２２及び２４のう
ちの１つのコイルの局所領域にクエンチングが生じた場
合、このクエンチングは磁束ループ８０及び８２の不平
衡によって検出される。このような不平衡は第３の差動
増幅器８８に伝えられ、継電器７８のアクチュエータ部
９６がトリガされて、継電器７８のスイッチ部９４が開
く。局所クエンチングの間のこの点で、低温保持装置の
エンクロージャ１３内の電気回路１０の部分は、前に説
明したように超伝導コイル集合体を保護するように動作
する。

【００２０】次に、本発明の電気回路１０のより哲学的
な説明を行う。前の説明からわかるように、本発明の超
伝導磁石電気回路１０は、超伝導導体のどの部分に生じ
たクエンチングも効率的に伝搬され、クエンチングが磁
石全体の電気的又は物理的に離れた他の部分に拡がるよ
うに構成されている。この目的に対する制約は、局限さ
れた温度上昇を制限するためのクエンチングの素早い広
がり、電気的絶縁破壊を抑制するための電圧偏位の制
限、並びに余分な磁気エネルギ蓄積及びローレンツ力の
不平衡を制限するための電流偏位の制限である。前に提
示されたいくつかの有効な解決策は、磁石コイルを分割
してエネルギ配置をほぼ一様にすること、クランプ抵抗
を用いて回路内の種々の戦略的な点の間の電圧を制限す
ること、初期超伝導状態の素早い不安定化を行えるよう
にすること、及び補助的な受動ヒータを結合して、クエ
ンチング過程の初期に得られた電圧を用いることにより
遠隔のクエンチングされていない点にアクセスすること
である。超伝導動作の間は安定であると共に、クエンチ
ングの間は不安定である双安定設計が提示された。

【００２１】磁石コイルの分割は極限状態では、理想的
な小さな熱的歪み及び理想的な小さな電気的応力でクエ
ンチング状態に対処することができる。実際上は、磁気
的均一性の必要に応じて、限定された分割数、例えば６
〜１６が実現できるだけであり、クエンチングの保護の
設計は、不十分な分割によって生じる異常を補償しなけ
ればならない。分割数がもっと少なかったり、セルがよ
り大きい場合には、限定された時間内にコイル体積全体
にクエンチングを伝搬することはより難しい。更に、安
全上の理由で、磁石システムの健全性に悪影響を与える
ことなく、限られた時間、例えば１分以内に磁気状態を
破壊する能力が存在しなければならない。

【００２２】低温安定な超伝導磁石動作は定義により、
より安定度の低い基準の場合に比べて外乱の影響を受け
難い状態であり、正規帯（即ち、クエンチング過程）の
開始及び伝搬を許容する。しかしながら、同時に、低温
安定な磁石において、正規帯が形成されるような十分に
大きな外乱、及びそれに伴う逆転不能のクエンチング過
程の可能性を考慮しておくことが絶対必要である。通常
の超伝導動作及び正規の抵抗遷移という２つの状態は、
趣旨及び物理的実現において相容れない。クエンチング
状態が検知されれば、超伝導導体のどこでも低温安定状
態を正規（即ち、抵抗）帯への遷移の安定状態へ急激に
変換させるような結合システム（即ち、超伝導スイッチ
線２６）を導入する必要がある。結合システムがなけれ
ば、初期クエンチングは正規（ノーマル）導体の体積内
で更に大きな速度でエネルギを消費し、これは低温安定
性により妨げられて、非常にゆっくりと成長するだけで
ある。これにより、大きな熱的な差、熱歪み、並びに電
気的及び磁気的応力が生じる。その結果は通常、破滅的
である。

【００２３】従来の低温安定な磁石の設計には、いくつ
かの強い制約がある。これは、超伝導から正規（ノーマ
ル）への熱平衡遷移、並びにより重要なこととして、磁
場への結合により線が動く可能性及びそれに伴うエネル
ギ消費を含んでいる完全な安定性基準を満たすためであ
る。線は液体冷凍剤に十分にさらされなければならな
い。又、磁石の電流が傾斜しているときに、そしてクエ
ンチングの間に、変動する磁力によって生じる線の動き
を防止するために、線は非常に大きな張力で巻かれなけ
ればならない。従来、数個のヒータが使用されていると
共に、安定度がより高かったり、関連する質量の低い可
能性のある別個のコイル部にクエンチングを伝搬しよう
としてきた。その結果、クエンチングの場合に、これら
の領域は更に過熱しないように保護された。しかしなが
ら、従来の［コイルからコイルへの（コイル・トゥ・コ
イル）］型のヒータ・コイル結合は、低温安定設計では
完全に効果がないことが明らかになった。これは、高安
定度の超伝導体では、クエンチングの伝搬が遅いという
性質によるものであり、正規作動での遅延が過大になっ
てしまうからである。従来の設計で欠けている要素は、
急速にかなり大きな電力密度を生じさせて、コイルを素
早く正規（即ち、抵抗）状態に駆動する能力である。本
発明の電気回路１０の説明で述べたように、低温安定か
ら非常に不安定なクエンチング又は安定な正規（即ち、
抵抗）への急激な変換は定義により、非常に非線形な素
子によって行わなければならない。低温安定基準の性質
は、正規（即ち、抵抗）状態で抵抗性加熱及び液体冷凍
剤の冷却をできる限り平衡させることであり、従って、
超伝導体の設計により、クエンチングの伝搬事象を素早
く駆動するための余分な抵抗性加熱はあまりない。外周
で冷凍剤によって十分に冷却されているが、それでも
尚、伝搬している低温安定な線の場合には、初期クエン
チング処理は非線形変換となり得るが、十分なエネルギ
消散速度を与えて、磁気エネルギのほとんどが尽きる時
間までに最も古い正規帯の過熱を防止するのに十分なほ
ど、伝搬は早くない。本発明の電気回路１０に見られる
ように、安定性の低いシステム（即ち、超伝導スイッチ
線２６）が中間段階として導入され、その素早いクエン
チングは、初期クエンチングの効果の増幅に対応する。
前に説明したように、このような中間段階は、超伝導ス
イッチの含浸された超伝導スイッチ線２６で構成されて
いるように選択された。超伝導スイッチ線２６は、液体
冷凍剤に対する冷却アクセスが貧弱なだけでなく、構成
格子（即ち、導体単位長）当たりの熱容量が低温安定な
コイル部１８、２０、２２及び２４に比べてずっと低
い。どの開始クエンチング・コイル部も、超伝導スイッ
チ線２６をコイル自身のヒータ接続により正規（即ち、
抵抗）モードに切り換える。次に、超伝導スイッチ線２
６は大きな電圧を発生する。この大きな電圧は、各々に
結合されたファンアウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及
び７４に電力を供給し、あらゆるコイル部１８、２０、
２２及び２４に戻って電力を供給する。

【００２４】低温安定な超伝導磁石は、より効率の良い
超伝導体の利用及びより少ない製造工程（含浸、機械加
工等）による低コストの線等、製造コストの節減のため
のいくつかの機会を提供する。しかしながら、低温安定
状態は、磁石がクエンチングを安全に完了させることが
できなければならないという必要条件とは相容れない。
低温安定状態は初期クエンチング位置に形成された正規
帯の効率の良い伝搬を妨害するからである。従って、線
の外周での冷却は、ＡＣ損失よりも数倍大きいので、正
規遷移点を通して超伝導線を加熱する傾向のある自然な
ＡＣ損失結合に依存するのは不十分である。これらの二
重の相容れない必要条件を克服するために、高利得増幅
器として動作する中間的で非常に非線形な素子が導入さ
れた。第１の好ましい実施例では、この素子は、磁石用
のランプ・スイッチの超伝導スイッチ線２６で都合よく
構成されている。スイッチはコンパクトな巻線スプール
であり、材料が主コイル自体に比べて大きさがほぼ２桁
小さい。スイッチは（ランプ過程の間、液体源内への低
い電気消散が行えるように）必要により含浸される。要
求次第で、正規の遷移を行えるように、スイッチにはヒ
ータが設けられている。（液体が結合された）低温安定
な超伝導コイル集合体１２のコイル部と比較して（エポ
キシ含浸剤を含んでいる）スイッチ格子の熱容量が低
く、且つ冷却媒体への熱コンダクタンスが高いため、ス
イッチの超伝導スイッチ線２６は、低温安定な格子と比
較して一定電力密度で正規状態に駆動することが比較的
容易になる。スイッチのコンパクトなサイズにより、ス
イッチ内のクエンチングを伝搬する事象全体が約０．０
５秒内に発生することも可能になる。付加的な０．０５
秒で、正規抵抗の大部分が十分に形成され、これらの抵
抗は、磁石のコイル部１８、２０、２２及び２４の両端
の間のダンプ抵抗３８、４０、４２及び４４の直列接続
の並列抵抗に適合する。従って、スイッチはコイル・ダ
ンプ抵抗によって過電流から保護される。標準の超伝導
スイッチと比較して、付加的な製造要件は最小限とな
る。付加的な製造要件は、結合された第１の組のファン
イン抵抗ヒータ５２、５４、５６及び５８がスイッチ内
に組み込まれ、対応するコイル部のダンプ抵抗の両端の
間に生じる電圧によりファンイン抵抗ヒータの各々に電
力が供給されること、そしてスイッチ全体の両端の間に
第２の組のファンアウト抵抗ヒータ６８、７０、７２及
び７４が電気的に結合され、それに近接した熱作動によ
り、素早い事象系列でコイル部１８、２０、２２及び２
４の各々、並びに全部が正規状態に駆動されることであ
る。便宜及びモジュール性のために、各々のダンプ抵抗
と並列の対応するコイル部の自己インダクタンスが等し
くなかったり、又は対応するエネルギが等しくない場合
であっても、ダンプ抵抗は等しい電気抵抗部に分割され
る。しかしながら、あまりに広い範囲の固有値、又はそ
れに対応してあまりに広い範囲のコイル減衰時定数、即
ちあまりに広い範囲のコイルインダクタンスが得られな
いように、コイル／ダンプ回路網を設計することが合理
的である。

【００２５】各々のコイル電圧から個別信号を収集し、
それぞれのヒータに電力を供給して、超伝導スイッチを
正規状態に駆動する回路網を、クエンチング保護システ
ムの収集段、即ち「ファンイン」段と呼ぶ。現在、正規
のスイッチ電圧からの共通信号を、それぞれが個別コイ
ルに堅く結合されているヒータに分配して、超伝導コイ
ルを正規状態に駆動する回路網は、クエンチング保護シ
ステムの分配段、即ち「ファンアウト」段と呼ぶ。コイ
ル位置に印加されるヒータに対する１つ又は数個のター
ゲット位置は、コイル当たりの部分と考えることができ
る。「ファンイン」及び「ファンアウト」ヒータ回路網
は、包括的であり、各々のコイル部から超伝導スイッチ
の超伝導線への結合、及びスイッチの超伝導線から各々
のコイル部へ戻る第２の結合を包含する。超伝導スイッ
チの超伝導線の両端の間にダンプ抵抗のクランプ・セッ
トがあるという事実により、ヒータの最高電圧印加のた
めの設計が可能となり、ヒータが熱的に過大なストレス
を受けることはない。ある商用（ミンコ（Minco））ヒ
ータ設計は、１０ワット／平方ｃｍを超えるまで繰り返
し動作できることが実験的に確かめられた。従って、ヒ
ータからコイルへの有効な結合に必要な面積を約４平方
インチと指定すると、最大ヒータ出力は約２５０ワット
になる。面積当たりのある商用ヒータ抵抗の組み合わせ
の存在という緩い制約が与えられた場合、この型の設計
を満たすために選択を行うことができる。スイッチ全体
にわたるクエンチングの素早い（０．１秒）伝搬によ
り、「ファンイン」段が動作した後に、約０．２５秒以
内に２５０ワットのほとんどが得られる。コイル動作電
流と直列ダンプ抵抗との組み合わせにより、手元の特定
の設計では、約６０〜８０ボルトが発生する。

【００２６】既存の商用ヒータは１０ワット／平方ｃｍ
超を都合よく与えることはない。その理由は単に、絶縁
体の過熱のためである。既存の商用ヒータは又、最小２
〜３平方インチの必要条件に対して数オームの最小値に
拘束される。クエンチング事象のモデル化、関連するイ
ンピーダンス、及びクエンチングについての他のすべて
の物理的過渡特性の問題を詳細に取り扱うクエンチング
解析規定が与えられたとすると、明らかに、低温安定型
の開始コイルは、十分な正規帯を十分に早く形成して、
「ファンアウト」段スイッチ電圧から得られるような対
応する２５０ワットを発生することはできない。しかし
ながら、任意の超伝導コイル部の外乱のほとんどの状況
の場合に、電圧発生過渡現象は自然に、約０．５秒に典
型的には４．０ボルトを発生する。平方インチ当たり約
１オームが与えられたとすると、これはスイッチ格子材
料を正規状態にトリガするための閾値、約０．１２ワッ
ト／平方ｃｍである。抵抗消費の２次的性質が与えられ
たとすると、「ファンアウト」段抵抗ヒータに印加され
るこの電圧は、「ファンアウト」段自体の電力密度の１
％のみを生じ、これは、超伝導コイル部に正規帯を駆動
すると共に維持するのに不十分である。設計に当たって
は、クエンチングの開始後数秒で生じる傾向にある最大
のコイル電圧印加の間にヒータが生き残るように責任を
負わなければならない。

【００２７】明らかに、コイル部から「ファンイン」ヒ
ータへ、超伝導スイッチの超伝導線へ、「ファンアウ
ト」ヒータへ、コイル部への変換により、ヒータの等価
インピーダンスは、大きさが約２桁小さくなるか、又は
実際上、受動素子電圧増幅器がコイル−ヒータ−コイル
の所望の熱結合に挿入された。等価受動増幅器は超伝導
スイッチの超伝導線であり、その物理的性質はコイル部
の物理的性質とは完全に異なる。

【００２８】「スイッチ増幅器」の高利得等価により、
最小コイル正規遷移電力密度の大きさを１桁以上超え
る。スイッチ・クエンチング事象が０．１秒と早く、
「ファンイン」段の遅延が０．５秒であるので、１次の
開始コイル部以外のすべてのコイル部で２次クエンチン
グを開始する同期は、約０．１秒以下である。多分、開
始正規帯から離れているが、他のコイル部と同期した位
置で、「ファンアウト」段が１次の開始コイル部自体を
正規状態に駆動するということも成り立つ。

【００２９】「ファンイン／ファンアウト」（ＦＩＦ
Ｏ）システムの同期機能は、クエンチングの拡散に使用
される素子数が最小であることに注目することが重要で
ある。ＦＩＦＯシステムは、コイル部の個数の２倍の個
数であるヒータに依存している。Ｎをコイル数とする。
（スイッチ中間段を回避した）他の唯一の論理の代替案
は、あらゆる他のコイルに熱的に結合されており、各々
のコイル当たり（Ｎ−１）個の電気的に結合されている
ヒータのマトリクスである。この方式のヒータの数は、
ＦＩＦＯ方式が２Ｎ個のヒータであるのに対して、（Ｎ
−１）Ｎ個である。個別のコイルのクエンチング伝搬
は、電流密度、冷却周囲、局所磁場及びＡＣ損失に依存
する。これらのうちの最初の２つは、コイル・クエンチ
ングの同期によりコイル部ごとにあまり変わらないとい
う強力な理由がある。ＡＣ損失は液体冷却によって大き
く支配されるので、ＡＣ損失によりコイルのクエンチン
グ伝搬がかなり異なってくるということはない。磁場
は、局所に依存するので、加減する項であるに過ぎな
い。通常の磁石設計では、均一性の理由で、コイル部は
軸方向に中間面を中心として対称に配置されているコイ
ル全体である。従って、電気的に関連する回路網も軸対
称であれば（これが通常の場合である）、磁石電流はほ
ぼ軸対称に減衰する。このことは、等しいダンプ抵抗と
いう都合のよい設計により、類似の電圧によって駆動さ
れるコイル電流変化が、すべてのコイルにほぼ等しい電
流過渡現象を生じさせるという点で重要である。この同
期は重要である。超伝導動作に比べてクエンチングの間
に、同期は最大周囲磁場半径を維持するか、又は最大周
囲磁場半径を大きく超えない傾向があるからである。

【００３０】磁石を傾斜して上昇又は下降させる過程の
間に、超伝導スイッチの超伝導線は正規（即ち、抵抗）
状態にある。ランプ段に対する「ファンアウト」ヒータ
電力密度の設計において、「ファンアウト」ヒータがい
ずれの１つのコイルにおいてもクエンチングを起こさな
いように注意を払わなければならない。この状況は、コ
イルのヒータ電力密度印加が約０．００４ワット／平方
ｃｍよりも小さくなるように最大ランプ速度電圧を設定
することにより扱われる。０．００４ワット／平方ｃｍ
という数値は、（全磁場の２／３までの）より低い磁場
（最高コイル磁場は局所的に３．５Ｔである）での傾斜
に対して安全であるように計算された。傾斜の後の部分
では傾斜率を小さくすることにより、正規遷移の余裕が
小さくなったことによりクエンチングに対する感度が大
きくならないようにする。

【００３１】低温保持装置の設計の制約により、クエン
チング保護の設計に困難な問題が生じた。通気システム
のコンパクトな性質、液体より上方に超過圧力のための
かなりの量のガス・バッファがなければならないという
要求により、磁石コイルの一部は常に、液体冷凍剤では
なくてガス内で動作しなければならない。低温安定条件
は、ガスと液体とで根本的に異なる。これにより、２つ
の異なる媒体でクエンチング伝搬の差が生じるので、異
なる保護の必要条件が生じる。上述したシステムは、よ
り困難な液体内の伝搬の問題を取り扱うように構成され
ている。ガス内でクエンチングが開始すると、その伝搬
はより早く、その伝搬により、超伝導スイッチの超伝導
線がより早く正規状態にトリガされて、「ファンアウ
ト」段の効果がもたらされる。

【００３２】最後に、すべてのコイル部にほぼ同じ電流
の過渡現象が生じることにより、種々のコイル部の間に
比較的小さなローレンツ（磁気）力の特異性が生じる。
これは、単一の部分が減衰し、コイル部の残りの電流を
影響を受けないままにする場合と異なる。この後者の状
況により、部分的に減衰したコイルの磁気的特異性に対
して激しいストレスが生じ、本クエンチング保護システ
ムは、これを防止する。

【００３３】このクエンチング保護システムの正味の結
果は、クエンチング事象が開始から２〜３秒以内に完了
され、磁石が安全に低エネルギに落とされ、そして磁力
が最小化されることである。接続されている間に、主と
してランプ動作の間に、電源が超伝導スイッチの超伝導
線を本質的に短絡するという構成のため、クエンチング
を検知したときに電源回路網ループを切断する常時開の
継電器７８の形式において、遮断器を付加する必要があ
った。

【００３４】クエンチング開始の検知は、磁石の各端で
磁束を捕らえる２つの対称に配置されている多ターンの
抵抗線磁束ループ８０及び８２によって行われる。クエ
ンチングが生じると、高利得差動増幅器は磁束ループ入
力の不平衡を検出し、継電器をトリガして、電源回路の
連続性を遮断する。この事象により、既にクエンチング
された超伝導スイッチの超伝導線がランプ（傾斜）状態
の場合には、超伝導スイッチの超伝導線は全電圧を発生
し、同期してすべてのコイルを素早くクエンチングさせ
る。超伝導スイッチの超伝導線２６が既に超伝導状態に
ある場合には、事象系列についての前の説明が成り立
ち、約０．５秒でクエンチングに入り、２次クエンチン
グが開始する。

【００３５】コイル、超伝導スイッチの超伝導線、及び
ヒータを過熱から保護するように動作するダンプ抵抗に
よって、実際のコイル電圧が重要な変調及び制限を受け
ることがわかる。図面でわかるように、電気から熱へと
交替する４つのインタフェース結合が存在する。この方
式では、いずれのコイル部のどこでもクエンチングを検
知し、すべてのコイル部のすべての領域にクエンチング
のメッセージを伝える高利得増幅器として動作する超伝
導スイッチの超伝導線を使用する。

【００３６】要約すると、磁石コイルの分割及びダンプ
抵抗による個別セグメントの電気的クランプに依存して
いる電気回路１０の形式で、低温安定磁石に対するクエ
ンチング保護システムが開示された。低温安定磁石の自
然にゆっくりと伝搬するクエンチングを増強するため
に、（好ましくは、超伝導スイッチの）超伝導線が中間
段階として使用され、この超伝導線はヒータによって比
較的容易にクエンチングすることができ、ヒータの入力
電力は、磁石のコイル部の両端の間に生じる小さくて緩
慢な電圧から得られる。（好ましくは、超伝導スイッチ
の）超伝導線は、正規状態では２次のヒータ組のための
電源としての役目を果たし、２次のヒータ組は各々のコ
イル部及びすべてのコイル部のすべての領域を通じて均
等に正規状態への遷移を生じる。

【００３７】１．５テスラ及び１．０テスラの中心磁場
の磁石に対するいくつかのバージョンで、８から１０、
更に１４個のコイル部までの種々のコイル分割数で、上
述した電気回路１０の形式のクエンチング保護システム
を設計、製造、試験した。本発明のいくつかの実施例を
説明のため提示してきた。これらの実施例は、網羅的な
ものではないし、本発明を開示された詳細な形式に限定
するものではない。上述の教示を参考にして多数の変形
及び変更を行えることは明らかである。本発明の要旨は
特許請求の範囲によって画定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】クエンチングの間に超伝導コイル集合体が損傷
しないように保護する超伝導磁石電気回路の第１の好ま
しい実施例の概略回路図である。

【符号の説明】

１０超伝導磁石電気回路１２超伝導コイル集合体１３低温保持装置のエンクロージャ１４超伝導コイル集合体の第１のリード線１６超伝導コイル集合体の第２のリード線１８、２０、２２、２４コイル部２５流体冷凍剤２６超伝導スイッチ線２８超伝導スイッチ線の第１のリード線３０超伝導スイッチ線の第２のリード線３２ダンプ抵抗集合体３４ダンプ抵抗集合体の第１のリード線３６ダンプ抵抗集合体の第２のリード線３８、４０、４２、４４ダンプ抵抗４６ファンイン・ヒータ集合体４８ファンイン・ヒータ集合体の第１のリード線５０ファンイン・ヒータ集合体の第２のリード線５２、５４、５６、５８ファンイン抵抗ヒータ６０ユニット６２ファンアウト・ヒータ集合体６４ファンアウト・ヒータ集合体の第１のリード線６６ファンアウト・ヒータ集合体の第２のリード線６８、７０、７２、７４ファンアウト抵抗ヒータ７６電源７８継電器８０第１の磁束ループ８２第２の磁束ループ８４第１の差動増幅器８６第２の差動増幅器８８第３の差動増幅器９０電源の第１のリード線９２電源の第２のリード線９４継電器のスイッチ部９６継電器のアクチュエータ部９８スイッチ部の第１のリード線１００スイッチ部の第２のリード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）第１及び第２のリード線を有し
ていると共に、直列に結合された少なくとも４つのコイ
ル部を有している低温安定な超伝導コイル集合体と、（ｂ）前記超伝導コイル集合体の前記第１及び第２の
リード線とそれぞれ結合された第１及び第２のリード線
を有している含浸された超伝導スイッチ線と、（ｃ）前記超伝導コイル集合体の前記第１及び第２の
リード線とそれぞれ結合された第１及び第２のリード線
を有していると共に、直列に結合された複数のダンプ抵
抗を有しているダンプ抵抗集合体であって、各々のダン
プ抵抗は、前記コイル部の別々の１つのコイル部に並列
に結合されているダンプ抵抗集合体と、（ｄ）前記超伝導コイル集合体の前記第１及び第２の
リード線とそれぞれ結合された第１及び第２のリード線
を有していると共に、直列に結合された複数のファンイ
ン抵抗ヒータを有しているファンイン抵抗ヒータ集合体
であって、各々のファンイン抵抗ヒータは、前記コイル
部の別々の１つのコイル部に並列に結合されており、各
々のファンイン抵抗ヒータは、前記超伝導スイッチ線に
熱的に近接して設けられているファンイン抵抗ヒータ集
合体と、（ｅ）前記超伝導コイル集合体の前記第１及び第２の
リード線とそれぞれ結合された第１及び第２のリード線
を有していると共に、並列に結合された複数のファンア
ウト抵抗ヒータを有しているファンアウト抵抗ヒータ集
合体であって、各々のファンアウト抵抗ヒータは、前記
コイル部の別々の１つのコイル部に熱的に近接して配置
されているファンアウト抵抗ヒータ集合体とを備えた超
伝導磁石電気回路。
【請求項２】前記コイル部は、本質的に完全に流体冷
凍剤と接触している請求項１に記載の超伝導磁石電気回
路。
【請求項３】前記超伝導スイッチ線は、本質的に完全
に前記流体冷凍剤と接触していない請求項２に記載の超
伝導磁石電気回路。
【請求項４】前記超伝導スイッチ線は、前記超伝導コ
イル集合体の体積のほぼ１／１００よりも小さい請求項
３に記載の超伝導磁石電気回路。
【請求項５】前記ダンプ抵抗は、ほぼ同じダンプ抵抗
であり、前記ファンイン抵抗ヒータは、ほぼ同じ抵抗ヒ
ータであり、前記ファンアウト抵抗ヒータは、ほぼ同じ
抵抗ヒータである請求項４に記載の超伝導磁石電気回
路。
【請求項６】前記ファンイン・ヒータ集合体及び前記
超伝導スイッチ線は、ユニットとして同じパッケージに
実装されている請求項５に記載の超伝導磁石電気回路。
【請求項７】前記超伝導スイッチ線は、ランプ・スイ
ッチ超伝導スイッチ線である請求項６に記載の超伝導磁
石電気回路。
【請求項８】前記超伝導コイル集合体、前記超伝導ス
イッチ線、前記ダンプ抵抗集合体、前記ファンイン・ヒ
ータ集合体及び前記ファンアウト抵抗ヒータ集合体は、
低温保持装置のエンクロージャ内に設けられている請求
項１に記載の超伝導磁石電気回路。
【請求項９】前記低温保持装置のエンクロージャの外
側に設けられていると共に第１及び第２のリード線を有
している電源を含んでおり、該電源の前記第１のリード
線は、前記超伝導コイル集合体の前記第１のリード線に
結合されている請求項８に記載の超伝導磁石電気回路。
【請求項１０】前記低温保持装置のエンクロージャの
外側に設けられていると共に常時閉のスイッチ部とアク
チュエータ部とを有している継電器を含んでおり、前記
アクチュエータ部は、前記スイッチ部を開閉するように
動作結合されており、前記スイッチ部は、前記電源の前
記第２のリード線に結合されている第１のリード線と、
前記超伝導コイル集合体の前記第２のリード線に結合さ
れている第２のリード線とを有している請求項９に記載
の超伝導磁石電気回路。
【請求項１１】前記低温保持装置のエンクロージャの
外側に設けられていると共にそれぞれが２つの端を有し
ているほぼ同一の第１及び第２の磁束ループを含んでお
り、前記低温保持装置のエンクロージャの外側に設けら
れていると共にそれぞれが２つの入力端子と１つの出力
端子とを有している第１、第２及び第３の差動増幅器を
更に含んでおり、前記第１の磁束ループの前記２つの端
の各々は、前記第１の差動増幅器の前記入力端子の別々
の１つの入力端子に結合されており、前記第２の磁束ル
ープの前記２つの端の各々は、前記第２の差動増幅器の
前記入力端子の別々の１つの入力端子に結合されてお
り、前記第１及び第２の差動増幅器の前記出力端子の各
々は、前記第３の差動増幅器の前記入力端子の別々の１
つの入力端子に結合されており、前記第３の差動増幅器
の前記出力端子は、前記継電器の前記アクチュエータ部
に結合されている請求項１０に記載の超伝導磁石電気回
路。