JPH10189326A - Electromagnet device and current supplying device - Google Patents

Electromagnet device and current supplying device

Info

Publication number
JPH10189326A
JPH10189326A JP8350164A JP35016496A JPH10189326A JP H10189326 A JPH10189326 A JP H10189326A JP 8350164 A JP8350164 A JP 8350164A JP 35016496 A JP35016496 A JP 35016496A JP H10189326 A JPH10189326 A JP H10189326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
superconducting coil
current
current value
temperature
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8350164A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Matsuda
哲也 松田
Shoichi Yokoyama
彰一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8350164A priority Critical patent/JPH10189326A/en
Publication of JPH10189326A publication Critical patent/JPH10189326A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnet device which can be operated safely even when the temperature of a superconducting coil rises due to the stoppage, etc., of a refrigerating machine and, at the same time, to prevent the burning, etc., of current leads which connect a power source in a high-temperature section to electric equipment in a low-temperature section. SOLUTION: An electromagnet device is provided with a superconducting coil 4, a means 10 (a radiation shield which surrounds and cools the coil 4 and a means which actively cools the radiation shield) which actively cools the coil 4, a means 40 which discriminates the stoppage of the cooling means 10, and means 42 and 44 which reduce the current value of the coil 4, and the device is further constituted to reduce the current value of the coil 4 when the cooling means 10 stops. A current supplying device is provided with current leads, a means which actively cools the leads, a means which discriminates the stoppage of the cooling means, and a means which reduces the current values of the leads, and the device is constituted to reduce the current values of the leads when the cooling means stops.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁石装置および
電流供給装置に関し、特に電磁石や電流リードの保護に
関するものである。
The present invention relates to an electromagnet device and a current supply device, and more particularly to protection of an electromagnet and a current lead.

【0002】[0002]

【従来の技術】超電導電磁石装置は、発生する強磁界を
用いて物性研究などの種々の目的に使用される。磁界を
実際に発生するのが超電導コイルであり、強磁界を発生
させるには、電流密度が高い超電導コイルが使用され
る。この超電導コイルを超電導状態に維持するには超電
導コイルを10K程度以下に冷却する必要がある。従
来、超電導コイルを冷却するためには液体ヘリウムによ
る浸漬冷却が採用されていたが、近年の冷凍機の進歩と
共に伝導冷却型電磁石装置が実用化された。伝導冷却型
電磁石装置は、液体ヘリウムを使用することなく冷凍機
で直接電磁石を能動的に冷却するものである。
2. Description of the Related Art A superconducting electromagnet apparatus is used for various purposes such as a study of physical properties by using a generated strong magnetic field. The superconducting coil actually generates the magnetic field, and a superconducting coil having a high current density is used to generate a strong magnetic field. To maintain the superconducting coil in a superconducting state, it is necessary to cool the superconducting coil to about 10K or less. Conventionally, immersion cooling with liquid helium has been employed to cool the superconducting coil. However, with the recent progress in refrigerators, conduction cooled electromagnet devices have been put to practical use. The conduction cooling type electromagnet apparatus actively cools an electromagnet directly by a refrigerator without using liquid helium.

【0003】図13は例えば特開平8−78737号公
報の図6に記載された従来のこの種の電磁石装置の構成
を示す。図において、2は超電導電磁石装置、4は超電
導コイル、6は輻射シールド、8は真空槽である。10
は超伝導コイル4を能動的に冷却する手段であり、一般
的には冷凍機である。12は冷凍機の低温側ステージ、
14は冷凍機の高温側ステージ、16は熱伝導部材、1
8は可撓性熱伝導部材、20はコイルサポートである。
FIG. 13 shows a configuration of a conventional electromagnet apparatus of this type described in, for example, FIG. 6 of JP-A-8-78737. In the figure, 2 is a superconducting electromagnet device, 4 is a superconducting coil, 6 is a radiation shield, and 8 is a vacuum chamber. 10
Is a means for actively cooling the superconducting coil 4, and is generally a refrigerator. 12 is a low-temperature stage of the refrigerator,
14 is a high-temperature side stage of the refrigerator, 16 is a heat conducting member, 1
8 is a flexible heat conductive member, and 20 is a coil support.

【0004】熱輻射を低減するために、輻射シールド6
で超電導コイル4を包囲する。この輻射シールド6は一
般的に銅板でできており、一般に20Kから80K程度
の温度に維持される。さらに、これらの超電導コイル4
と、輻射シールド6は熱伝導を抑えるため、真空中に維
持される。この真空空間を維持するのが真空槽8であ
り、真空槽8からコイルサポート20により、超電導コ
イル4と輻射シールド6は機械的に保持される。
In order to reduce thermal radiation, a radiation shield 6
Surround the superconducting coil 4. The radiation shield 6 is generally made of a copper plate, and is generally maintained at a temperature of about 20K to 80K. Furthermore, these superconducting coils 4
The radiation shield 6 is maintained in a vacuum in order to suppress heat conduction. The vacuum chamber 8 maintains this vacuum space, and the superconducting coil 4 and the radiation shield 6 are mechanically held by the coil support 20 from the vacuum chamber 8.

【0005】冷凍機10は冷凍を発生する。冷凍機は低
温側と高温側の2段のステージ12と14を有してお
り、高温側ステージ14で輻射シールド6を20Kから
80K程度まで冷却する。低温側ステージ12は10K
以下の低温を発生する。図13の例では冷凍機10は、
直接超電導コイル4を冷却するのではない。冷凍機の低
温側ステージ12が熱伝導部材16と可撓性熱伝導部材
18に接続されており、熱伝導部材16と可撓性熱伝導
部材18を介して超電導コイル4を冷却する。なお、可
撓性熱伝導部材18は銅線の網線の組み合わせなどで変
形可能にできており、冷凍機10の振動が超電導コイル
4に伝わるのを防止している。
[0005] The refrigerator 10 generates refrigeration. The refrigerator has two stages 12 and 14 of a low temperature side and a high temperature side, and the radiation shield 6 is cooled by the high temperature side stage 14 from about 20K to about 80K. Low temperature stage 12 is 10K
Generates the following low temperatures: In the example of FIG.
The superconducting coil 4 is not directly cooled. The low-temperature side stage 12 of the refrigerator is connected to the heat conducting member 16 and the flexible heat conducting member 18, and cools the superconducting coil 4 via the heat conducting member 16 and the flexible heat conducting member 18. The flexible heat conductive member 18 can be deformed by a combination of a copper wire net and the like, thereby preventing the vibration of the refrigerator 10 from being transmitted to the superconducting coil 4.

【0006】ところで、超電導電磁石装置を永久電流モ
ードで運転しない場合、超電導コイル4は電流リードを
介し電源と接続する。この様子を示したのが図14であ
り、図14は図13に電源32と電流リード30からな
る電流供給装置を加えたものである。電源32から電流
リード30を介して超電導コイル4を励磁する。なお、
最近では通電抵抗による発熱を下げるために、電流リー
ド30を高温超電導体で作る場合が多い。
When the superconducting electromagnet apparatus is not operated in the permanent current mode, the superconducting coil 4 is connected to a power source via a current lead. FIG. 14 shows this state, and FIG. 14 is obtained by adding a current supply device including a power supply 32 and a current lead 30 to FIG. The superconducting coil 4 is excited from the power supply 32 via the current lead 30. In addition,
In recent years, the current lead 30 is often made of a high-temperature superconductor in order to reduce heat generation due to current-carrying resistance.

【0007】更に、図14をより簡単にし、基本的な構
成のみを示したのが図15である。図15において、3
8は熱伝導部材である。図13、14では熱伝導部材1
6と可撓性熱伝導部材18とが示されていたが、図15
ではこれらを合わせて熱伝導部材38で代表した。
FIG. 15 further simplifies FIG. 14 and shows only a basic configuration. In FIG. 15, 3
8 is a heat conduction member. 13 and 14, the heat conducting member 1
6 and the flexible heat conducting member 18 are shown in FIG.
In the above, these are combined and represented by the heat conducting member 38.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁石装置は以
上のように構成されており、超電導コイル4が冷凍機1
0で冷却されているが、冷凍機10が故障あるいは停電
などで停止すると、超電導コイル4が冷却されなくな
り、図13に示したコイルサポート20等から熱が侵入
し、超電導コイル4の温度が上昇する。電磁石は励磁さ
れ続けているので、超電導線の臨界温度よりも超電導コ
イル4の温度が高くなり、超電導コイル4が常電導状態
に遷移する。即ち、クエンチが生じる。更に、クエンチ
が発生すると超電導コイル4内部には過大な電圧が発生
し、最悪の場合コイルが絶縁破壊するなどの可能性もあ
った。特に、液体ヘリウム槽を持たない本方式の電磁石
装置では、冷凍機の停止からクエンチに到るまでの時間
的余裕が少ないことが問題であった。
The conventional electromagnet apparatus is constructed as described above, and the superconducting coil 4 is connected to the refrigerator 1
However, if the refrigerator 10 stops due to a failure or a power failure, the superconducting coil 4 is not cooled, heat enters from the coil support 20 shown in FIG. 13, and the temperature of the superconducting coil 4 rises. I do. Since the electromagnet continues to be excited, the temperature of superconducting coil 4 becomes higher than the critical temperature of the superconducting wire, and superconducting coil 4 transitions to the normal conducting state. That is, quench occurs. Further, when the quench occurs, an excessive voltage is generated inside the superconducting coil 4, and in the worst case, the coil may be broken down. In particular, in the electromagnet apparatus of the present system having no liquid helium tank, there is a problem that there is little time margin from the stop of the refrigerator to the quench.

【0009】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、冷凍機が何らかの原因で停止した
場合においても、超電導コイルの蓄積エネルギーを安全
に低減させ、安全に運転可能なシステムを提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the refrigerator stops for some reason, the stored energy in the superconducting coil can be safely reduced and the safe operation can be performed. The purpose is to provide a system.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0011】本発明の第1の構成に係る電磁石装置は、
超電導コイルと、該超電導コイルを能動的に冷却する手
段と、該冷却手段の停止を判定する手段と、上記超電導
コイルの電流値を低減する手段とを備え、上記冷却手段
停止時に上記超電導コイルの電流値を低減するものであ
る。
An electromagnet device according to a first configuration of the present invention comprises:
A superconducting coil, means for actively cooling the superconducting coil, means for determining the stop of the cooling means, and means for reducing the current value of the superconducting coil; This is to reduce the current value.

【0012】本発明の第2の構成に係る電磁石装置は、
超電導コイルと、該超電導コイルを包囲し輻射により超
伝導コイルを冷却する輻射シールドと、該輻射シールド
を能動的に冷却する手段と、該冷却手段の停止を判定す
る手段と、上記超電導コイルの電流値を低減する手段と
を備え、上記冷却手段停止時に上記超電導コイルの電流
値を低減するものである。
An electromagnet device according to a second configuration of the present invention comprises:
A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil and cooling the superconducting coil by radiation, a means for actively cooling the radiation shield, a means for determining whether to stop the cooling means, and a current for the superconducting coil. Means for reducing the current value of the superconducting coil when the cooling means is stopped.

【0013】本発明の第3の構成に係る電磁石装置は、
超電導コイルと、該超電導コイルの温度を測定する手段
と、上記超電導コイルの電流値を低減する手段とを備
え、上記温度測定結果に基づいて上記超電導コイルの電
流値を低減するものである。
An electromagnet device according to a third configuration of the present invention comprises:
A superconducting coil, means for measuring the temperature of the superconducting coil, and means for reducing the current value of the superconducting coil, wherein the current value of the superconducting coil is reduced based on the temperature measurement result.

【0014】本発明の第4の構成に係る電磁石装置は、
超伝導コイルを永久電流モードに切り替える永久電流ス
イッチを備え、上記超伝導コイルあるいは輻射シールド
の冷却手段停止時または温度測定結果に基づいて上記永
久電流スイッチを開いて上記超伝導コイルを電流値低減
手段に接続するものである。
An electromagnet device according to a fourth configuration of the present invention comprises:
A permanent current switch for switching the superconducting coil to a permanent current mode, and opening the permanent current switch based on a temperature measurement result when the cooling means for the superconducting coil or the radiation shield is stopped or for reducing the current value of the superconducting coil. Is to be connected to.

【0015】本発明の第5の構成に係る電磁石装置は、
冷却手段を複数個有し、停止した冷却手段の合計の冷却
能力により超伝導コイルの電流値低減の要否を判断する
ものである。
An electromagnet device according to a fifth configuration of the present invention comprises:
A plurality of cooling means are provided, and it is determined whether the current value of the superconducting coil needs to be reduced based on the total cooling capacity of the stopped cooling means.

【0016】本発明の第6の構成に係る電磁石装置は、
冷却手段が停止してから所定時間経過後に超伝導コイル
の電流値を低減するものである。
An electromagnet device according to a sixth configuration of the present invention comprises:
The current value of the superconducting coil is reduced after a lapse of a predetermined time from the stop of the cooling means.

【0017】本発明の第7の構成に係る電流供給装置
は、高温部の電源と低温部の電気機器とをつなぐ電流リ
ードと、該電流リードを能動的に冷却する手段と、該冷
却手段の停止を判定する手段と、上記電流リードの電流
値を低減する手段とを備え、上記冷却手段停止時に上記
電流リードの電流値を低減するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a current supply device for connecting a power supply in a high-temperature section to an electric device in a low-temperature section, means for actively cooling the current lead, and means for cooling the current lead. Means for judging a stop and means for reducing the current value of the current lead are provided, and the current value of the current lead is reduced when the cooling means is stopped.

【0018】本発明の第8の構成に係る電流供給装置
は、高温部の電源と低温部の電気機器とをつなぐ電流リ
ードと、該電流リードの温度を測定する手段と、上記電
流リードの電流値を低減する手段とを備え、上記温度測
定結果に基づいて上記電流リードの電流値を低減するも
のである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a current supply device for connecting a power supply in a high-temperature section to an electric device in a low-temperature section, means for measuring the temperature of the current lead, Means for reducing the current value of the current lead based on the temperature measurement result.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1による電磁
石装置の全体的な回路構成を示す図である。図におい
て、2は超電導電磁石装置、4は超電導コイル、8は真
空槽である。10は超伝導コイル4を能動的に冷却する
手段であり、一般的には冷凍機である。12は冷凍機の
低温ステージ、38は熱伝導部材、40は冷凍機の停止
判定手段、42はスイッチである。44は電流値低減手
段であり、図の例では抵抗である。なお、図示していな
いが図13、14で示した従来のものと同様に真空槽8
と超電導コイル4との間に輻射シールドを有し、冷凍機
10の高温側ステージが輻射シールドに熱的に接続され
ている場合もあり、これは特にことわらないが以下の各
実施の形態においても同様である。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 2 is a superconducting electromagnet device, 4 is a superconducting coil, and 8 is a vacuum chamber. Numeral 10 is a means for actively cooling the superconducting coil 4, and is generally a refrigerator. 12 is a low-temperature stage of the refrigerator, 38 is a heat-conducting member, 40 is stop determination means of the refrigerator, and 42 is a switch. Reference numeral 44 denotes a current value reducing unit, which is a resistor in the example shown in FIG. Although not shown, the vacuum chamber 8 is similar to the conventional one shown in FIGS.
There is a case where a radiation shield is provided between the superconducting coil 4 and the superconducting coil 4, and the high-temperature side stage of the refrigerator 10 is thermally connected to the radiation shield. The same is true for

【0020】次に動作について説明する。冷凍機10が
停止した場合、冷凍機停止判定手段40でこれを検出す
る。判定手段40としては例えば、冷凍機から出てい
る冷凍機停止時モニタ用の接点出力を使う、冷凍機停
止時には電力を使用しなくなるのでACラインモニタを
使う、等が考えられる。次に、冷凍機10の停止を検出
したのち、何らかの方法で超電導コイル4の電流値を低
減させればよい。図の例ではスイッチ42を開いて電源
32を遮断し、超電導コイル4の電流を抵抗44に転流
させて、超電導コイル4の電流値を低減させる方法を示
した。超電導コイル4に蓄積された電磁エネルギーは抵
抗44への通電によって消費され、電流値が低減され
る。すなわち、超電導コイル4の蓄積エネルギーは抵抗
44の発熱として放出される。これにより、温度が臨界
温度を越えた場合でもすでに超電導コイル4の電流が殆
どゼロとなっているので仮に電磁石がクエンチしても大
きな電圧が発生することはない。即ち、伝導冷却方式の
電磁石装置において、冷凍機が停止する事態が生じても
安全な運転が可能となる。
Next, the operation will be described. When the refrigerator 10 stops, the refrigerator stop determination means 40 detects this. As the determination means 40, for example, it is possible to use a contact output for monitoring when the refrigerator is stopped, which is output from the refrigerator, and to use an AC line monitor because the power is not used when the refrigerator is stopped. Next, after detecting the stop of the refrigerator 10, the current value of the superconducting coil 4 may be reduced by any method. In the example shown in the figure, the method of opening the switch 42 to cut off the power supply 32 and diverting the current of the superconducting coil 4 to the resistor 44 to reduce the current value of the superconducting coil 4 is shown. The electromagnetic energy stored in the superconducting coil 4 is consumed by energizing the resistor 44, and the current value is reduced. That is, the energy stored in the superconducting coil 4 is released as heat generated by the resistor 44. As a result, even when the temperature exceeds the critical temperature, the current of the superconducting coil 4 is already almost zero, so that even if the electromagnet is quenched, no large voltage is generated. That is, in the electromagnet device of the conduction cooling type, safe operation can be performed even when the refrigerator stops.

【0021】実施の形態2.図2は本発明の実施の形態
2による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。図1では電源の電流値低減には抵抗44を利用して
いた。図2の例では抵抗44のかわりにダイオード46
を用いている。停止判定手段40で冷凍機10の停止を
判断したのち、電源32を遮断する。電源32を遮断す
ると、超電導コイル4に流れていた電流はダイオード4
6に転流する。ダイオード46の両端には電圧がかかる
ので、超電導コイル4に蓄積されていた蓄積エネルギー
はダイオード46で全て消費され、超電導コイル4の電
流が減少し、磁界も減少し、最終的に電流はゼロにな
る。この場合には温度が臨界温度を越えた場合でもすで
に超電導コイル4の電流がゼロであるのでクエンチして
も大きな電圧が発生することはない。即ち、伝導冷却方
式の電磁石装置において、冷凍機10が停止する事態が
生じても安全な運転が可能となる。なお、超電導コイル
4のエネルギーを放出するには抵抗44やダイオード4
6の代わりにサイリスタ等でもよい。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 1, the resistor 44 is used to reduce the current value of the power supply. In the example of FIG.
Is used. After the stop determination means 40 determines that the refrigerator 10 is stopped, the power supply 32 is turned off. When the power supply 32 is turned off, the current flowing through the superconducting coil 4
It is commutated to 6. Since a voltage is applied to both ends of the diode 46, all the stored energy stored in the superconducting coil 4 is consumed by the diode 46, the current of the superconducting coil 4 decreases, the magnetic field also decreases, and finally the current becomes zero. Become. In this case, even when the temperature exceeds the critical temperature, the current of the superconducting coil 4 is already zero, so that a large voltage does not occur even when quenched. That is, in the electromagnet device of the conduction cooling type, safe operation becomes possible even when the refrigerator 10 stops. In order to release the energy of the superconducting coil 4, a resistor 44 or a diode 4
A thyristor or the like may be used instead of 6.

【0022】実施の形態3.上記各実施の形態では電流
値低減手段として抵抗44やダイオード46を用いた
が、励磁用電源を用いることもできる。この例を図3に
示す。図において、48は電源32の制御手段である。
即ち、冷凍機10が停止した場合、電源32を制御する
ことにより超電導コイル4の電流値を下げ、消磁する。
この場合、電源32は負の電圧を発生しながら(即ち超
電導コイル4に流れる電流値を下げながら)、電流値を
ゼロ近傍の値まで下げる。これにより、冷凍機10が停
止して後、超電導コイル4の電流値がゼロになっている
ので、超電導コイル4はクエンチしても大きな電圧が発
生することはない。なお、、超電導コイル4の電流値は
必ずしもゼロにする必要はない。多少電流が流れても、
温度が上昇しクエンチが生じた場合においても、超電導
コイル4にダメージを与えない、即ち発生電圧がコイル
の絶縁破壊を起こさない程度の電流値まで電流値を下げ
ればよい。この場合、超電導コイル4の電流をゼロには
しないため、制御手段48で電流値を制御する。
Embodiment 3 FIG. In each of the above embodiments, the resistor 44 and the diode 46 are used as the current value reducing means, but an excitation power supply may be used. This example is shown in FIG. In the figure, reference numeral 48 denotes control means for the power supply 32.
That is, when the refrigerator 10 is stopped, the current value of the superconducting coil 4 is reduced by controlling the power supply 32 to demagnetize.
In this case, the power supply 32 reduces the current value to a value near zero while generating a negative voltage (that is, reducing the current value flowing through the superconducting coil 4). As a result, the current value of superconducting coil 4 becomes zero after refrigerator 10 stops, so that superconducting coil 4 does not generate a large voltage even if it is quenched. Note that the current value of the superconducting coil 4 does not necessarily need to be zero. Even if a little current flows,
Even when the temperature rises and quench occurs, the current value may be reduced to a value that does not damage the superconducting coil 4, that is, a current value at which the generated voltage does not cause dielectric breakdown of the coil. In this case, since the current of the superconducting coil 4 is not reduced to zero, the current value is controlled by the control means 48.

【0023】実施の形態4.図4は本発明の実施の形態
4による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。図において、50は電流値低減手段であるがエネル
ギー回収手段でもある。ここでは、エネルギー回収手段
50はサイリスタ等で構成される電力エネルギー変換器
である。実施の形態1や2では超電導コイル4のエネル
ギーをダイオード46等のエネルギーで放出させた。図
4の例では例えば超電導コイル4は超電導電力貯蔵(S
MES)用コイルを想定している。
Embodiment 4 FIG. 4 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, reference numeral 50 denotes current value reducing means, but also energy recovery means. Here, the energy recovery means 50 is a power energy converter composed of a thyristor or the like. In the first and second embodiments, the energy of the superconducting coil 4 is released by the energy of the diode 46 or the like. In the example of FIG. 4, for example, the superconducting coil 4 has a superconducting power storage (S
A MES) coil is assumed.

【0024】ここで、超電導電力貯蔵についてまず説明
する。超電導電力貯蔵(SMES)用コイル4は、電力
エネルギー変換器50を介して交流電力に接続される。
一般に、超電導電力貯蔵の場合、エネルギーを貯蔵する
ときは電力エネルギー変換器50のサイリスタを制御
し、交流電力から電力の供給を受ける。一方、電力を取
り出すときにはこの逆の運転をする。
Here, superconducting power storage will be described first. The superconducting power storage (SMES) coil 4 is connected to AC power via a power energy converter 50.
Generally, in the case of superconducting power storage, when energy is stored, the thyristor of the power energy converter 50 is controlled, and power is supplied from AC power. On the other hand, when power is to be taken out, the operation is reversed.

【0025】次に、冷凍機10停止時について述べる。
冷凍機10停止後は超電導コイル4の温度が上昇するた
め、超電導コイル4の蓄積エネルギーを下げる必要があ
る。超電導コイル4の蓄積エネルギーを下げる場合に
は、この電力を取り出すときと同じ運転をすればよい。
即ち。サイリスタなどを使い超電導コイル4の蓄積エネ
ルギーを交流電力に変換し、負荷あるいは電力系統に電
力を供給すればよい。これにより自動的に超電導コイル
4のエネルギーは外部に取り出され、超電導コイル4の
電流値は減少する。この場合の超電導コイル4の蓄積エ
ネルギーの低減も、必ずしも零まで下げる必要はなく、
超電導コイル4がクエンチしてもダメージを受けないエ
ネルギー以下にまで下げればよい。
Next, the operation when the refrigerator 10 is stopped will be described.
After the refrigerator 10 stops, the temperature of the superconducting coil 4 rises, so it is necessary to reduce the energy stored in the superconducting coil 4. When lowering the stored energy of the superconducting coil 4, the same operation as that for extracting the electric power may be performed.
That is. The energy stored in the superconducting coil 4 may be converted into AC power using a thyristor or the like, and power may be supplied to a load or a power system. Thereby, the energy of the superconducting coil 4 is automatically extracted to the outside, and the current value of the superconducting coil 4 decreases. In this case, the stored energy of the superconducting coil 4 does not necessarily need to be reduced to zero.
The energy may be reduced to an energy at which the superconducting coil 4 is not damaged even if it is quenched.

【0026】実施の形態5.図5は本発明の実施の形態
5による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
り、本実施の形態では永久電流モードの超電導コイルの
例を示している。図において、60は永久電流スイッ
チ、62は永久電流スイッチ用ヒータ、64はヒータ用
電源、66はヒータ電源用スイッチであり、永久電流ス
イッチヒータ62、ヒータ用電源64、ヒータ電源用ス
イッチ66で永久電流スイッチオープン手段を構成して
いる。68はヒータ用電流リードである。
Embodiment 5 FIG. 5 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 5 of the present invention. In this embodiment, an example of a superconducting coil in a permanent current mode is shown. In the figure, reference numeral 60 denotes a permanent current switch, 62 denotes a heater for a permanent current switch, 64 denotes a heater power supply, and 66 denotes a heater power switch. The permanent current switch heater 62, the heater power supply 64, and the heater power switch 66 are permanently used. It constitutes a current switch open means. Reference numeral 68 denotes a heater current lead.

【0027】ここで、永久電流モードについて説明す
る。永久電流スイッチ60は超電導線で構成されてい
る。この永久電流スイッチ60の周囲には永久電流スイ
ッチ用ヒータ62が配置されている。電磁石を励磁する
場合、永久電流スイッチ用ヒータ62に、ヒータ電源用
スイッチ66、ヒータ用電源64により通電する。この
場合、永久電流スイッチ60の超電導線は常電導伝導状
態であり、抵抗を持つ。この状態は電源32から見て、
通常のLR回路(Lは超電導コイル4、Rは永久電流ス
イッチ60)になり、電源32が電流を流すと超電導コ
イル4に電流が流れる。この後、永久電流スイッチ用ヒ
ータ62の電源64を切ると、永久電流スイッチ60の
超電導線は超電導状態になる。この場合、電源32の電
流を下げても、永久電流スイッチ60とコイル4で閉回
路を形成し電流は流れ続ける。また、電源32、64は
切り離すことが可能である。
Here, the permanent current mode will be described. The permanent current switch 60 is constituted by a superconducting wire. A permanent current switch heater 62 is arranged around the permanent current switch 60. When exciting the electromagnet, the heater 62 for the permanent current switch is energized by the switch 66 for the heater power supply and the power supply 64 for the heater. In this case, the superconducting wire of the permanent current switch 60 is in a normal conducting state and has a resistance. This state is viewed from the power supply 32,
It becomes a normal LR circuit (L is the superconducting coil 4 and R is the permanent current switch 60), and when the power supply 32 supplies a current, a current flows through the superconducting coil 4. Thereafter, when the power supply 64 of the permanent current switch heater 62 is turned off, the superconducting wire of the permanent current switch 60 enters a superconducting state. In this case, even if the current of the power supply 32 is reduced, the permanent current switch 60 and the coil 4 form a closed circuit, and the current continues to flow. Further, the power supplies 32 and 64 can be separated.

【0028】この状態で冷凍機10が停止した場合、超
電導コイル4の温度が上昇する。超電導コイル4の蓄積
エネルギーを下げるには永久電流スイッチ60をオープ
ンにすればよい。即ち、ヒータ電源用スイッチ66をO
Nにし永久電流スイッチ用ヒータ62に通電して電流永
久電流スイッチ60を常電導状態にすればよい。この場
合、永久電流スイッチ60両端に電圧が発生し、ダイオ
ード46がターンオンし、実施の形態2で述べた様に、
蓄積エネルギーを放出することが可能である。
When the refrigerator 10 stops in this state, the temperature of the superconducting coil 4 rises. In order to reduce the energy stored in the superconducting coil 4, the permanent current switch 60 may be opened. That is, the heater power switch 66 is set to O
It is sufficient to set the current permanent current switch 60 to the normal conduction state by setting the current permanent current switch 60 to N and energizing the permanent current switch heater 62. In this case, a voltage is generated across the persistent current switch 60, the diode 46 is turned on, and as described in the second embodiment,
It is possible to release stored energy.

【0029】なお、通常、励磁後には、熱侵入を下げる
ために電流リード30及びヒータ用電流リード68を抜
く。この場合には、電磁石回路内部に永久電流スイッチ
60と並列に保護ダイオードがあればよい。
Normally, after the excitation, the current lead 30 and the heater current lead 68 are pulled out to reduce heat penetration. In this case, a protection diode may be provided inside the electromagnet circuit in parallel with the permanent current switch 60.

【0030】また、永久電流スイッチ60は熱式のもの
を示したが、磁気式、機械式のスイッチであってもよ
い。機械式の場合には永久電流スイッチをオープンにす
る手段は機械的な力であり、磁気式スイッチはヒータ6
2の代わりにコイルに電流を流し、磁界を発生させ超電
導線を常電導にする。この場合、永久電流スイッチオー
プン手段67は磁気式永久電流スイッチに磁界を印加す
るコイルとこのコイルの電源などで構成される。更に、
図ではダイオード46を用いているが、これに限るもの
ではなく、図1と同様の抵抗44でもよい。
Although the permanent current switch 60 is of a thermal type, it may be a magnetic type or a mechanical type. In the case of a mechanical type, the means for opening the permanent current switch is a mechanical force, and the magnetic type switch is a heater 6.
In place of 2, a current is passed through the coil to generate a magnetic field to make the superconducting wire a normal conductor. In this case, the permanent current switch open means 67 includes a coil for applying a magnetic field to the magnetic permanent current switch and a power supply for the coil. Furthermore,
Although the diode 46 is used in the drawing, the present invention is not limited to this, and a resistor 44 similar to that of FIG. 1 may be used.

【0031】実施の形態6.図6は本発明の実施の形態
6による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。上記各実施の形態では冷凍機10は超電導コイル4
を冷却していた。しかし、冷凍機10が超電導コイル4
を冷却せず、輻射シールド6のみを冷却している場合が
ある。この場合も、冷凍器10が停止すると、輻射シー
ルド6の温度が上昇し、更には超電導コイル4の温度が
上昇し、超電導コイル4がクエンチする可能性がある。
したがって、冷凍機10が輻射シールド6のみを冷却し
ている場合でも、超電導コイル4の電流値を低減させる
必要がある。なお、超電導コイル4の電流値を低減する
方法は、先の各実施の形態と同様である。
Embodiment 6 FIG. FIG. 6 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 6 of the present invention. In each of the above embodiments, the refrigerator 10 is provided with the superconducting coil 4.
Had cooled. However, the refrigerator 10 has the superconducting coil 4
Is not cooled, and only the radiation shield 6 is cooled. Also in this case, when the refrigerator 10 stops, the temperature of the radiation shield 6 increases, and further, the temperature of the superconducting coil 4 increases, and the superconducting coil 4 may be quenched.
Therefore, even when the refrigerator 10 cools only the radiation shield 6, it is necessary to reduce the current value of the superconducting coil 4. The method of reducing the current value of the superconducting coil 4 is the same as in each of the above embodiments.

【0032】実施の形態7.図7は本発明の実施の形態
7による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。図において、70は第1の冷却手段即ち冷凍機1、
72は第2の冷却手段即ち冷凍機2、74は停止判定手
段1、76は停止判定手段2、78は冷凍能力判定手段
である。
Embodiment 7 FIG. 7 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, 70 is the first cooling means, that is, the refrigerator 1,
Reference numeral 72 denotes second cooling means, that is, the refrigerators 2 and 74, the stop determination means 1, 76, the stop determination means 2, and 78, a refrigeration capacity determination means.

【0033】大型電磁石装置の場合、冷凍機の能力が不
足するため、冷凍機1台で電磁石を冷却できず複数個用
いることがある。上記各実施の形態では冷凍機が停止し
た場合、直ちに超電導コイル4の電流値を低減した。と
ころで、複数個の冷凍機70、72を有するシステムの
場合、冷凍機が1台停止しても超電導コイル4の温度を
上昇させない様に構成する場合が多い。この場合、冷凍
機が1台停止しても、電源32を遮断したり超電導コイ
ル4の電流値を下げたりする必要はない。更に、全ての
冷凍機が同等の能力を有しているとは限らず、冷凍能力
が異なる冷凍機を用いる場合がある。冷凍能力の小さな
冷凍機が故障した場合には、超電導コイルの温度はあま
り上昇しないと考えられる。何台同時に冷凍機が停止す
れば温度上昇が始まるか、クエンチするか否かが、あら
かじめ分かる場合がある。従って、停止した冷凍機の数
と種類を判定すれば、超電導コイルの電流値をこのまま
維持するか、電源を遮断したり電流値を下げたりするか
が判断できる。この判断をするのが冷凍能力判定手段7
8である。更に、冷凍能力判定手段78が超電導コイル
4の温度が上昇し、クエンチしそうであると判断した場
合のみ、電源32を遮断したり電流値を下げたりする。
これにより、複数の冷凍機の何台かが停止しても、超電
導コイル4は励磁を続けることが可能となり、運転効率
を向上できる。
In the case of a large electromagnet apparatus, the capacity of the refrigerator is insufficient, so that a single refrigerator may not be able to cool the electromagnet and may use a plurality of electromagnets. In each of the above embodiments, the current value of superconducting coil 4 was immediately reduced when the refrigerator stopped. By the way, in the case of a system having a plurality of refrigerators 70 and 72, in many cases, the configuration is such that the temperature of the superconducting coil 4 is not increased even if one refrigerator stops. In this case, even if one refrigerator stops, it is not necessary to cut off the power supply 32 or reduce the current value of the superconducting coil 4. Further, not all refrigerators have the same capacity, and refrigerators having different refrigerating capacities may be used. When a refrigerator having a small refrigerating capacity breaks down, it is considered that the temperature of the superconducting coil does not rise so much. If the number of refrigerators is stopped at the same time, it may be known in advance whether the temperature starts to rise or quench. Therefore, by determining the number and type of the stopped refrigerators, it is possible to determine whether to keep the current value of the superconducting coil as it is, or to cut off the power supply or reduce the current value. This determination is made by the refrigeration capacity determination means 7
8 Further, only when the refrigeration capacity determination means 78 determines that the temperature of the superconducting coil 4 has risen and is likely to quench, the power supply 32 is cut off or the current value is reduced.
Thus, even if some of the plurality of refrigerators are stopped, the superconducting coil 4 can continue to be excited, and the operation efficiency can be improved.

【0034】図7に示した実施の形態では、冷凍機が2
台(冷凍機1、冷凍機2)の場合を示した。図の例で
は、冷凍能力判定手段78としてアンド回路を用い、ど
ちらか一方の冷凍機70、72が停止した場合には電源
32を遮断せず、両方の冷凍機70、72が停止した場
合に、電源32を遮断する様に構成している。
In the embodiment shown in FIG.
The case of the table (chiller 1 and refrigerator 2) is shown. In the example shown in the figure, an AND circuit is used as the refrigerating capacity determination means 78. When either one of the refrigerators 70, 72 is stopped, the power supply 32 is not shut off, and when both the refrigerators 70, 72 are stopped. , The power supply 32 is shut off.

【0035】なお、複数の冷凍機を有する場合、各冷凍
機の冷凍能力はあらかじめ分かっているので、故障した
冷凍機の合計の冷凍能力により、残りの正常動作してい
る冷凍機の合計の冷凍能力が分かる。停止した冷凍機を
モニタし、これから残りの冷凍能力を計算し、残りの冷
凍能力がある値以下になれば電源を遮断したり電流値を
下げたりする様に構成してもよい。
When a plurality of refrigerators are provided, since the refrigerating capacity of each refrigerator is known in advance, the total refrigerating capacity of the failed refrigerator is used to calculate the total refrigerating capacity of the remaining normally operating refrigerators. We understand ability. The stopped chiller may be monitored, the remaining refrigeration capacity may be calculated from this, and if the remaining refrigeration capacity falls below a certain value, the power supply may be shut off or the current value may be reduced.

【0036】実施の形態8.図8は本発明の実施の形態
8による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。図において、79は時間計測手段すなわちタイマー
である。冷凍機10が停止しても直ちに温度が上昇する
訳ではなく、超電導コイル4の熱容量に応じてある程度
時間が経過してから温度が上昇し始める。この間に冷凍
機10の修理などが完了すれば、超電導コイル4の電流
を下げずに済む。そこで、本実施の形態のようにタイマ
ー79を挿入し、冷凍機10停止後一定時間経過した
後、超電導コイル4の蓄積エネルギーを下げる様に構成
すればよい。これにより、冷凍機10が停止した場合に
おいても超電導コイル4の励磁を維持しておくことが可
能であり、稼動率の向上に役立つ。
Embodiment 8 FIG. FIG. 8 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 8 of the present invention. In the figure, 79 is a time measuring means, that is, a timer. Even if the refrigerator 10 stops, the temperature does not immediately rise, but the temperature starts to rise after a certain period of time has elapsed according to the heat capacity of the superconducting coil 4. If the repair of the refrigerator 10 is completed during this time, the current of the superconducting coil 4 does not need to be reduced. Therefore, as in the present embodiment, the timer 79 may be inserted so that the energy stored in the superconducting coil 4 is reduced after a certain time has elapsed after the refrigerator 10 is stopped. Thereby, even when the refrigerator 10 is stopped, the excitation of the superconducting coil 4 can be maintained, which helps to improve the operation rate.

【0037】実施の形態9.図9は本発明の実施の形態
9による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。図において、80は温度測定手段すなわち温度セン
サーである。82は温度判定手段である。上記各実施の
形態では冷凍機の停止を検知していた。冷凍機が停止し
た場合、コイルの温度は直ちに上昇する訳ではないこと
は実施の形態8で述べた。また、冷凍機が停止しても、
なるべく励磁を維持したい場合がある。この場合には冷
凍機の停止をモニタするのではなく、直接超電導コイル
の温度をモニタする方がよい場合がある。そこで、温度
センサー80で超電導コイル4の温度をモニタする。こ
の温度が超電導線の臨界温度に近づくと、例えば実施の
形態1の場合と同様に、電源32を遮断し、抵抗44に
より超電導コイル4の電流値を低減する。この判定は温
度判定手段82で行う。
Embodiment 9 FIG. 9 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 9 of the present invention. In the figure, reference numeral 80 denotes a temperature measuring means, that is, a temperature sensor. 82 is a temperature determination means. In each of the above embodiments, the stop of the refrigerator is detected. Embodiment 8 has described that the temperature of the coil does not immediately rise when the refrigerator stops. Also, even if the refrigerator stops,
There are cases where it is desirable to maintain the excitation as much as possible. In this case, it may be better to monitor the temperature of the superconducting coil directly instead of monitoring the stop of the refrigerator. Therefore, the temperature of the superconducting coil 4 is monitored by the temperature sensor 80. When this temperature approaches the critical temperature of the superconducting wire, the power supply 32 is cut off and the current value of the superconducting coil 4 is reduced by the resistor 44, for example, as in the first embodiment. This determination is made by the temperature determining means 82.

【0038】実施の形態10.図10は本発明の実施の
形態10による電磁石装置の全体的な回路構成を示す図
である。図において、84は液体ヘリウム容器、86は
液体ヘリウムである。上記各実施の形態では、超電導コ
イル4が冷凍機により能動的に冷却されるいわゆる伝導
冷却型電磁石装置について説明した。しかし、例えば、
冷媒である液体ヘリウム86に浸漬する方式の電磁石装
置の場合でも、超電導コイル4全体を液体ヘリウム86
に浸漬しないで使用する場合がある。この場合、超電導
コイル4上部は、液体ヘリウム86で浸漬されていない
ため、液体ヘリウム温度4.2Kよりも上昇し、クエン
チが生じる可能性がある。クエンチした場合に大きな電
圧が発生するのを防止するには温度センサー80でコイ
ル温度を常時モニタし温度が超電導線の臨界温度に近く
なると、例えば実施の形態1の場合と同様に、電源32
を遮断し、抵抗44により超電導コイル4の電流値を低
減する。
Embodiment 10 FIG. FIG. 10 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to Embodiment 10 of the present invention. In the figure, 84 is a liquid helium container, and 86 is liquid helium. In the above embodiments, the so-called conduction cooling type electromagnet device in which the superconducting coil 4 is actively cooled by the refrigerator has been described. But, for example,
Even in the case of an electromagnet apparatus of a system immersed in liquid helium 86 as a refrigerant, the entire superconducting coil 4 is
May be used without immersion. In this case, since the upper portion of the superconducting coil 4 is not immersed in the liquid helium 86, the temperature of the liquid helium rises above 4.2K, and quench may occur. In order to prevent a large voltage from being generated when quenching, the temperature of the coil is constantly monitored by the temperature sensor 80, and when the temperature approaches the critical temperature of the superconducting wire, for example, as in the first embodiment, the power supply 32
And the current value of the superconducting coil 4 is reduced by the resistor 44.

【0039】実施の形態11.図11は本発明の実施の
形態11による電流供給装置を用いた電磁石装置の全体
的な回路構成を示す図である。図において、88は常温
すなわち高温部、89は低温部、90は電流リード用能
動的冷却手段である冷凍機、92は低温ステージ、94
は熱伝導部材である。なお、図示していないが超電導コ
イル4は別の冷凍機や液体ヘリウム等により冷却されて
いる。
Embodiment 11 FIG. FIG. 11 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device using a current supply device according to Embodiment 11 of the present invention. In the drawing, 88 is a normal temperature or high temperature portion, 89 is a low temperature portion, 90 is a refrigerator as active cooling means for current lead, 92 is a low temperature stage, 94
Is a heat conducting member. Although not shown, the superconducting coil 4 is cooled by another refrigerator or liquid helium.

【0040】上記各実施の形態では主に超電導コイル4
がクエンチする場合について説明した。しかし、冷凍機
90は電流リード30の冷却に使用される場合があり、
冷凍機90が停止した場合に、電流リード30の温度が
上昇する可能性がある。この場合について説明する。図
の電流リード30は電源32などが存在する高温部88
と、超電導コイル4が存在する低温部89を結び、常温
側の電源32から低温側の超電導コイル4へ電流を供給
するものである。ところで、冷凍機90で電流リード3
0を冷却した場合、電流リード30の熱容量が小さいた
めに冷凍機90停止時には電流リード30の温度は急速
に上昇する。電流リード30は最近では高温超電導体で
作られている場合が多い。従って、電流リード30の温
度が上昇すると電流リード30がクエンチする可能性が
ある。また、電流リード30が銅で製作されている場合
においても、銅はクエンチはしないが、高温になると焼
損したり絶縁被覆の破壊などを生じる。従って、電流リ
ード用冷凍機90が停止した場合には早急に超電導コイ
ル4の電流値を低減させ、電流リード30部の電流を低
下させる必要がある。これにより、電流リード用冷凍機
90が停止しても、電流リード30は安全に保てる。
In each of the above embodiments, mainly the superconducting coil 4
Was quenched. However, the refrigerator 90 may be used for cooling the current lead 30,
When the refrigerator 90 stops, the temperature of the current lead 30 may increase. This case will be described. The current lead 30 shown in FIG.
And the low-temperature section 89 in which the superconducting coil 4 exists, and supplies a current from the power supply 32 on the normal temperature side to the superconducting coil 4 on the low temperature side. By the way, the current lead 3
When 0 is cooled, the temperature of the current lead 30 rapidly rises when the refrigerator 90 stops because the heat capacity of the current lead 30 is small. The current lead 30 is often made of a high-temperature superconductor recently. Therefore, when the temperature of the current lead 30 rises, the current lead 30 may be quenched. Further, even when the current lead 30 is made of copper, copper does not quench, but when it is heated to a high temperature, it burns or breaks the insulating coating. Therefore, when the current lead refrigerator 90 stops, it is necessary to immediately reduce the current value of the superconducting coil 4 and reduce the current of the current lead 30. Thereby, even if the current lead refrigerator 90 is stopped, the current lead 30 can be kept safe.

【0041】実施の形態12.図12は本発明の実施の
形態12による電流供給装置を用いた電磁石装置の全体
的な回路構成を示す図である。図において、102は電
流リード30の温度を測定する温度センサーである。1
04は温度判定手段、106はOR回路である。他は図
11の場合と同様である。実施の形態11では、電流リ
ード30を冷却する冷凍機が停止した場合であったが、
本実施の形態では電流リード30の温度を直接モニタ
し、焼損する可能性がある場合に電流値を低減する。す
なわち、温度センサー102で電流リード30の温度を
モニタし、判定手段104で電流リード30の温度が焼
損する可能性があるか判断し、もし、焼損しそうであれ
ば電流リード30の電流値を下げる。図12の例では、
電流リード30は2本存在するために、OR回路106
を使い2本の電流リード30のどちらかの温度が上昇し
た場合に電源32を遮断し抵抗44により電流値を低減
させる様に構成した。これにより電流リード30を安全
に運転できる。なお、ここでは電流リード30として銅
を仮定したが、高温超電導体であってもよいのは実施の
形態11の場合と同様である。また、電源32を遮断す
る場合を示したが、実施の形態3の場合と同様に電源3
2を制御して電流値を下げてもよい。
Embodiment 12 FIG. FIG. 12 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device using a current supply device according to Embodiment 12 of the present invention. In the figure, reference numeral 102 denotes a temperature sensor for measuring the temperature of the current lead 30. 1
04 is a temperature determination means, and 106 is an OR circuit. Others are the same as those in FIG. In the eleventh embodiment, the refrigerator that cools the current lead 30 is stopped.
In the present embodiment, the temperature of the current lead 30 is directly monitored, and the current value is reduced when there is a possibility of burning. That is, the temperature of the current lead 30 is monitored by the temperature sensor 102, and it is determined whether or not the temperature of the current lead 30 is likely to be burned by the judging means 104. . In the example of FIG.
Since there are two current leads 30, the OR circuit 106
When the temperature of either of the two current leads 30 rises, the power supply 32 is cut off and the current value is reduced by the resistor 44. Thereby, the current lead 30 can be operated safely. Although copper is assumed as the current lead 30 here, a high-temperature superconductor may be used as in the eleventh embodiment. Although the case where the power supply 32 is cut off is shown, the power supply 3 is turned off in the same manner as in the third embodiment.
2 may be controlled to reduce the current value.

【0042】なお、図11、12で示した実施の形態1
1及び12では低温部89に超電導コイル4が接続され
ているが、必ずしも超電導コイル4が接続されている必
要はなく、他の低温でしかも比較的大きな電流を使う超
電導モータ等の電気機器であっても有効である。また、
冷凍機が複数個あってもよく、さらに、実施の形態7の
場合と同様に複数個の冷凍機の内、停止した冷凍機の合
計の冷却能力により電流値低減の要否を判断するように
してもよい。また、高温部88はここでは常温とした
が、液体窒素温度などでもよく、低温部89も液体ヘリ
ウム温度を仮定したが、液体水素温度等でもよい。ま
た、実施の形態8で説明したコイル用冷凍機の場合と同
様に、タイマーを挿入して、一定時間後に電源32を遮
断する方法もある。
The first embodiment shown in FIGS.
In 1 and 12, although the superconducting coil 4 is connected to the low-temperature section 89, the superconducting coil 4 does not necessarily need to be connected, and other electric devices such as a superconducting motor that uses a relatively large current at a low temperature. Is also effective. Also,
A plurality of refrigerators may be provided. Further, as in the case of the seventh embodiment, the necessity of reducing the current value is determined based on the total cooling capacity of the stopped refrigerators among the plurality of refrigerators. You may. Although the high temperature section 88 is at normal temperature here, it may be liquid nitrogen temperature or the like, and the low temperature section 89 may be liquid helium temperature, but may be liquid hydrogen temperature or the like. As in the case of the coil refrigerator described in the eighth embodiment, there is a method in which a timer is inserted and the power supply 32 is shut off after a predetermined time.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明の第1の構成によ
れば、超電導コイルと、該超電導コイルを能動的に冷却
する手段と、該冷却手段の停止を判定する手段と、上記
超電導コイルの電流値を低減する手段とを備え、上記冷
却手段停止時に上記超電導コイルの電流値を低減するの
で、冷却手段が停止して超電導コイルがクエンチしても
大きな電圧が発生することがなく安全に運転可能であ
る。
As described above, according to the first configuration of the present invention, the superconducting coil, the means for actively cooling the superconducting coil, the means for judging the stop of the cooling means, the above-described superconducting coil, Means for reducing the current value of the coil, and when the cooling means is stopped, the current value of the superconducting coil is reduced, so that even if the cooling means is stopped and the superconducting coil is quenched, a large voltage is not generated and it is safe. Can be operated.

【0044】本発明の第2の構成によれば、超電導コイ
ルと、該超電導コイルを包囲し輻射により超伝導コイル
を冷却する輻射シールドと、該輻射シールドを能動的に
冷却する手段と、該冷却手段の停止を判定する手段と、
上記超電導コイルの電流値を低減する手段とを備え、上
記冷却手段停止時に上記超電導コイルの電流値を低減す
るので、冷却手段が停止して超電導コイルがクエンチし
ても大きな電圧が発生することがなく安全に運転可能で
ある。
According to the second aspect of the present invention, a superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil and cooling the superconducting coil by radiation, a means for actively cooling the radiation shield, Means for determining the suspension of the means;
Means for reducing the current value of the superconducting coil, and when the cooling means is stopped, the current value of the superconducting coil is reduced, so that even if the cooling means is stopped and the superconducting coil is quenched, a large voltage may be generated. It can be driven safely without.

【0045】本発明の第3の構成によれば、超電導コイ
ルと、該超電導コイルの温度を測定する手段と、上記超
電導コイルの電流値を低減する手段とを備え、上記温度
測定結果に基づいて上記超電導コイルの電流値を低減す
るので、温度が上昇して超電導コイルがクエンチしても
大きな電圧が発生することがなく安全に運転可能であ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a superconducting coil, means for measuring the temperature of the superconducting coil, and means for reducing the current value of the superconducting coil, based on the temperature measurement result. Since the current value of the superconducting coil is reduced, even if the temperature rises and the superconducting coil is quenched, a large voltage is not generated and the operation can be performed safely.

【0046】本発明の第4の構成によれば、超伝導コイ
ルを永久電流モードに切り替える永久電流スイッチを備
え、上記超伝導コイルあるいは輻射シールドの冷却手段
停止時または温度測定結果に基づいて上記永久電流スイ
ッチを開いて上記超伝導コイルを電流値低減手段に接続
するので、永久電流モードで運転している場合に超電導
コイルがクエンチしても大きな電圧が発生することがな
く安全に運転可能である。
According to the fourth configuration of the present invention, a permanent current switch for switching the superconducting coil to the permanent current mode is provided, and when the cooling means of the superconducting coil or the radiation shield is stopped or based on the temperature measurement result, the permanent current switch is turned off. Since the current switch is opened and the superconducting coil is connected to the current value reducing means, even if the superconducting coil is quenched when operating in the permanent current mode, a large voltage is not generated and safe operation is possible. .

【0047】本発明の第5の構成によれば、冷却手段を
複数個有し、停止した冷却手段の合計の冷却能力により
超伝導コイルの電流値低減の要否を判断するので、例え
何個かの冷却手段が停止しても電流値を低減しないで励
磁を続けることが可能となる場合もあり、運転稼動率を
向上できる。
According to the fifth configuration of the present invention, since a plurality of cooling means are provided, and the necessity of reducing the current value of the superconducting coil is determined based on the total cooling capacity of the stopped cooling means, for example, In some cases, even if such a cooling unit stops, the excitation can be continued without reducing the current value, and the operation rate can be improved.

【0048】本発明の第6の構成によれば、冷却手段が
停止してから所定時間経過後に超伝導コイルの電流値を
低減するので、冷却手段が停止してから超伝導コイルが
クエンチするまでの間に停止した冷却手段が再起動可能
な場合には、超電導コイルの励磁を続行できるので運転
稼動率を向上できる。
According to the sixth configuration of the present invention, the current value of the superconducting coil is reduced after a lapse of a predetermined time from the stop of the cooling means, so that the superconducting coil is quenched after the cooling means is stopped. If the cooling means stopped during the period can be restarted, the excitation of the superconducting coil can be continued, so that the operation rate can be improved.

【0049】本発明の第7の構成によれば、高温部の電
源と低温部の電気機器とをつなぐ電流リードと、該電流
リードを能動的に冷却する手段と、該冷却手段の停止を
判定する手段と、上記電流リードの電流値を低減する手
段とを備え、上記冷却手段停止時に上記電流リードの電
流値を低減するので、電流リードが焼損したりすること
なく安全に運転できる。
According to the seventh aspect of the present invention, the current lead for connecting the power supply of the high temperature section to the electric equipment of the low temperature section, the means for actively cooling the current lead, and the stop of the cooling means are determined. And a means for reducing the current value of the current lead, and the current value of the current lead is reduced when the cooling means is stopped, so that the current lead can be safely operated without burning.

【0050】本発明の第8の構成によれば、高温部の電
源と低温部の電気機器とをつなぐ電流リードと、該電流
リードの温度を測定する手段と、上記電流リードの電流
値を低減する手段とを備え、上記温度測定結果に基づい
て上記電流リードの電流値を低減するので、電流リード
が焼損したりすることなく安全に運転できる。
According to the eighth aspect of the present invention, a current lead for connecting a power supply in a high-temperature section to an electric device in a low-temperature section, means for measuring the temperature of the current lead, and a reduction in the current value of the current lead Means for reducing the current value of the current lead based on the temperature measurement result, so that the current lead can be safely operated without burning out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態2による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態3による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態4による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態5による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態6による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態7による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態8による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態9による電磁石装置の全
体的な回路構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態10による電磁石装置
の全体的な回路構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device according to a tenth embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態11による電流供給装
置を用いた電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device using a current supply device according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態12による電流供給装
置を用いた電磁石装置の全体的な回路構成を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing an overall circuit configuration of an electromagnet device using a current supply device according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図13】 従来の電磁石装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional electromagnet device.

【図14】 従来の電磁石装置の全体構成を示す断面図
である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a conventional electromagnet device.

【図15】 従来の電磁石装置の全体的な回路構成を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an overall circuit configuration of a conventional electromagnet device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 超電導コイル、 6 輻射シールド、 8 真空
槽、 10,70,72,90 冷凍機、 30,68
電流リード、 32,64 電源、 40,74,7
6 停止判定手段、 42,66 スイッチ、 44
抵抗、 46 ダイオード、 48 電源制御手段、
50 電力エネルギー変換機、 60 永久電流スイッ
チ、 62 永久電流スイッチ用ヒータ、 67 永久
電流スイッチオープン手段、 78 冷凍能力判定手
段、 79 時間計測手段、 80,102 温度セン
サー、 82,104 温度判定手段、 84 液体ヘ
リウム容器、 86 液体ヘリウム、 88 高温部、
89 低温部、 106 OR回路。
4 superconducting coil, 6 radiation shield, 8 vacuum chamber, 10, 70, 72, 90 refrigerator, 30, 68
Current leads, 32, 64 power supplies, 40, 74, 7
6 Stop determination means, 42, 66 switch, 44
Resistance, 46 diode, 48 power control means,
Reference Signs List 50 power energy converter, 60 permanent current switch, 62 heater for permanent current switch, 67 permanent current switch open means, 78 refrigeration capacity determination means, 79 time measurement means, 80,102 temperature sensor, 82,104 temperature determination means, 84 Liquid helium container, 86 liquid helium, 88 high temperature part,
89 low temperature section, 106 OR circuit.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超電導コイルと、該超電導コイルを能動
的に冷却する手段と、該冷却手段の停止を判定する手段
と、上記超電導コイルの電流値を低減する手段とを備
え、上記冷却手段停止時に上記超電導コイルの電流値を
低減するように構成したことを特徴とする電磁石装置。
1. A superconducting coil, means for actively cooling the superconducting coil, means for judging stop of the cooling means, means for reducing the current value of the superconducting coil, An electromagnet device characterized in that the current value of the superconducting coil is sometimes reduced.
【請求項2】 超電導コイルと、該超電導コイルを包囲
し輻射により超伝導コイルを冷却する輻射シールドと、
該輻射シールドを能動的に冷却する手段と、該冷却手段
の停止を判定する手段と、上記超電導コイルの電流値を
低減する手段とを備え、上記冷却手段停止時に上記超電
導コイルの電流値を低減するように構成したことを特徴
とする電磁石装置。
2. A superconducting coil, a radiation shield surrounding the superconducting coil and cooling the superconducting coil by radiation,
Means for actively cooling the radiation shield, means for determining stop of the cooling means, and means for reducing the current value of the superconducting coil, wherein the current value of the superconducting coil is reduced when the cooling means is stopped. An electromagnet device, characterized in that the electromagnet device is configured to:
【請求項3】 超電導コイルと、該超電導コイルの温度
を測定する手段と、上記超電導コイルの電流値を低減す
る手段とを備え、上記温度測定結果に基づいて上記超電
導コイルの電流値を低減するように構成したことを特徴
とする電磁石装置。
3. A superconducting coil, means for measuring the temperature of the superconducting coil, and means for reducing the current value of the superconducting coil, wherein the current value of the superconducting coil is reduced based on the temperature measurement result. An electromagnet device characterized by having such a configuration.
【請求項4】 超伝導コイルを永久電流モードに切り替
える永久電流スイッチを備え、上記超伝導コイルあるい
は輻射シールドの冷却手段停止時または温度測定結果に
基づいて上記永久電流スイッチを開いて上記超伝導コイ
ルを電流値低減手段に接続するように構成したことを特
徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の電磁石装
置。
4. A superconducting coil, comprising: a permanent current switch for switching a superconducting coil to a permanent current mode, wherein said superconducting coil is opened when said cooling means of said superconducting coil or radiation shield is stopped or based on a temperature measurement result. 4. The electromagnet device according to claim 1, wherein the electromagnet device is configured to be connected to a current value reducing means.
【請求項5】 上記超伝導コイルの電流値低減手段が、
抵抗、ダイオードまたはサイリスタである請求項1ない
し4の何れかに記載の電磁石装置。
5. The superconducting coil according to claim 5, wherein
5. The electromagnet device according to claim 1, wherein the electromagnet device is a resistor, a diode, or a thyristor.
【請求項6】 上記超伝導コイルの電流値低減手段が、
超伝導コイルの電流値を制御する電源である請求項1な
いし4の何れかに記載の電磁石装置。
6. The superconducting coil according to claim 6, wherein:
The electromagnet device according to any one of claims 1 to 4, which is a power supply for controlling a current value of the superconducting coil.
【請求項7】 上記超伝導コイルの電流値低減手段が、
超伝導コイルの蓄積エネルギーを回収する電力エネルギ
ー変換器である請求項1ないし4の何れかに記載の電磁
石装置。
7. The superconducting coil according to claim 7, wherein:
The electromagnet device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electromagnet device is a power energy converter that recovers stored energy of the superconducting coil.
【請求項8】 冷却手段を複数個有し、停止した冷却手
段の合計の冷却能力により超伝導コイルの電流値低減の
要否を判断するように構成した請求項1または2記載の
電磁石装置。
8. The electromagnet apparatus according to claim 1, wherein a plurality of cooling means are provided, and the necessity of reducing the current value of the superconducting coil is determined based on the total cooling capacity of the stopped cooling means.
【請求項9】 冷却手段が停止してから所定時間経過後
に超伝導コイルの電流値を低減するように構成した請求
項1または2記載の電磁石装置。
9. The electromagnet device according to claim 1, wherein the current value of the superconducting coil is reduced after a predetermined time has elapsed since the cooling means was stopped.
【請求項10】 高温部の電源と低温部の電気機器とを
つなぐ電流リードと、該電流リードを能動的に冷却する
手段と、該冷却手段の停止を判定する手段と、上記電流
リードの電流値を低減する手段とを備え、上記冷却手段
停止時に上記電流リードの電流値を低減するように構成
したことを特徴とする電流供給装置。
10. A current lead for connecting a power supply in a high-temperature section to an electric device in a low-temperature section, means for actively cooling the current lead, means for determining whether to stop the cooling means, and a current for the current lead. Means for reducing the current value of the current lead when the cooling means is stopped.
【請求項11】 高温部の電源と低温部の電気機器とを
つなぐ電流リードと、該電流リードの温度を測定する手
段と、上記電流リードの電流値を低減する手段とを備
え、上記温度測定結果に基づいて上記電流リードの電流
値を低減するように構成したことを特徴とする電流供給
装置。
11. A temperature measuring device comprising: a current lead for connecting a power supply in a high-temperature section to an electric device in a low-temperature section; a means for measuring the temperature of the current lead; and a means for reducing a current value of the current lead. A current supply device configured to reduce a current value of the current lead based on a result.
JP8350164A 1996-12-27 1996-12-27 Electromagnet device and current supplying device Pending JPH10189326A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8350164A JPH10189326A (en) 1996-12-27 1996-12-27 Electromagnet device and current supplying device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8350164A JPH10189326A (en) 1996-12-27 1996-12-27 Electromagnet device and current supplying device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10189326A true JPH10189326A (en) 1998-07-21

Family

ID=18408668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8350164A Pending JPH10189326A (en) 1996-12-27 1996-12-27 Electromagnet device and current supplying device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10189326A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005353931A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Japan Superconductor Technology Inc Heat transfer structure of superconducting coil and superconducting magnet
JP2014514778A (en) * 2011-05-10 2014-06-19 シーメンス ピーエルシー Method and apparatus for ordered rundown of superconducting magnets
WO2014199793A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 株式会社 日立メディコ Magnetic resonance imaging device and method for operating same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005353931A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Japan Superconductor Technology Inc Heat transfer structure of superconducting coil and superconducting magnet
JP2014514778A (en) * 2011-05-10 2014-06-19 シーメンス ピーエルシー Method and apparatus for ordered rundown of superconducting magnets
WO2014199793A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 株式会社 日立メディコ Magnetic resonance imaging device and method for operating same
JPWO2014199793A1 (en) * 2013-06-13 2017-02-23 株式会社日立製作所 Magnetic resonance imaging apparatus and operation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009522815A (en) Superconducting high-speed switch
US8400747B2 (en) Superconducting coil, superconducting magnet, and method of operating superconducting magnet
JP5931181B2 (en) Method and apparatus for ordered rundown of superconducting magnets
JP2010109187A (en) System and method for cooling superconductor
WO2004079831A1 (en) Superconducting magnet
JP2015079846A (en) Superconducting magnetic device
JP2004179413A (en) Cooling type superconducting magnet device
US20150255200A1 (en) Fast Superconducting Switch for Superconducting Power Devices
WO2015111201A1 (en) Superconducting magnet device
JPH10189326A (en) Electromagnet device and current supplying device
JPH10189328A (en) Superconducting magnet
KR100821378B1 (en) Superconductive magnet apparatus
JP2002252110A (en) Refrigerator-cooled superconducting magnet device
JP3117173B2 (en) Superconducting magnet device with refrigerator
JP3020140B2 (en) Permanent current switch device for refrigerator cooled superconducting magnet
JP2004111581A (en) Superconducting magnet unit
KR19990037314A (en) Operation control method of superconducting coil
JP3536230B2 (en) Superconducting device
JP2016119431A (en) Superconducting magnet device
JP3382794B2 (en) Permanent current switch
KR20140145866A (en) Field coil protecting apparatus and method of superconducting rotating electric machine
JP2005124721A (en) Superconductive magnetic resonance imaging equipment
CN115513898A (en) Superconducting magnet protection device
JPS62244110A (en) Superconducting coil device
KR20170070521A (en) Conduction-cooled Heat Switch using High-temperature Superconductor Persistent Current Switch