JPS5972706A - 電磁コイルの励磁装置 - Google Patents
電磁コイルの励磁装置Info
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- JPS5972706A JPS5972706A JP57182913A JP18291382A JPS5972706A JP S5972706 A JPS5972706 A JP S5972706A JP 57182913 A JP57182913 A JP 57182913A JP 18291382 A JP18291382 A JP 18291382A JP S5972706 A JPS5972706 A JP S5972706A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- converters
- converter
- regenerative
- switch
- 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
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電磁コイルの励磁装置に係シ、特に超電導コ
イル等の如き蓄積磁気エネルギの大きな電磁コイルの、
蓄積エネルギを速やかに放出させるに好適な機能を具え
た励磁装置に関する。
イル等の如き蓄積磁気エネルギの大きな電磁コイルの、
蓄積エネルギを速やかに放出させるに好適な機能を具え
た励磁装置に関する。
一般に、励磁されている電磁コイルの励磁を停止させる
とき、電磁コイルに蓄積されている電磁エネルギや、電
磁結合された機械エネルギを、速やかに放出されること
を要求される場合がある。
とき、電磁コイルに蓄積されている電磁エネルギや、電
磁結合された機械エネルギを、速やかに放出されること
を要求される場合がある。
例えば、超電導コイルにおいて、クエンチが発生し、そ
れが拡大されると、超電導コイル全体が常電導状態に相
転移してしまうことがあシ、これによってコイルにおけ
る発熱が急激に増大し、超電動コイルが熱的に損傷され
るという虞れがある。
れが拡大されると、超電導コイル全体が常電導状態に相
転移してしまうことがあシ、これによってコイルにおけ
る発熱が急激に増大し、超電動コイルが熱的に損傷され
るという虞れがある。
そこで、クエンチ等の異常が発生しｆＣ場合には、でき
る限り急速に、超電導コイルに蓄積されている電磁エネ
ルギを放出させなければならない。
る限り急速に、超電導コイルに蓄積されている電磁エネ
ルギを放出させなければならない。
このような電磁エネルギを放出させる方法として、励磁
装置を回生運転して電磁エネルギを電力として逆送する
方法や、抵抗器でもって短絡回路を形成して消費させる
方法が考え得る。
装置を回生運転して電磁エネルギを電力として逆送する
方法や、抵抗器でもって短絡回路を形成して消費させる
方法が考え得る。
前者の方法の原理は、第１図の構成図に示すように、超
電導コイ／ｌ／１においてクエンチが発生されると、ク
エンチ検出器２から信号が出力され、回生指令回路３か
ら各励磁装置４に回生指令が出力されるようになってお
ｐｌこれによって各励磁装置４は、超電導コイル１に蓄
積されている電磁エネルギを電源１次側に回生ずるもの
である。この回生により蓄積エネルギを放出させるに要
する時間Ｔは、超電導コイルの自己インダクタンスをＬ
とし、初期回生電流をＩｏ、回生電圧’に−Ｅとすると
、 となり、回生電圧の大きさに逆比例することがわかる。
電導コイ／ｌ／１においてクエンチが発生されると、ク
エンチ検出器２から信号が出力され、回生指令回路３か
ら各励磁装置４に回生指令が出力されるようになってお
ｐｌこれによって各励磁装置４は、超電導コイル１に蓄
積されている電磁エネルギを電源１次側に回生ずるもの
である。この回生により蓄積エネルギを放出させるに要
する時間Ｔは、超電導コイルの自己インダクタンスをＬ
とし、初期回生電流をＩｏ、回生電圧’に−Ｅとすると
、 となり、回生電圧の大きさに逆比例することがわかる。
ところが、超電導コイル１の抵抗値は通常殆んど零であ
るところから、励磁装置の定格電圧も低電圧のものとな
っているので、回生時の電圧もその定格電圧に近いもの
となる。従って、回生電圧が低く制限されてしまうため
に、蓄積エネルギの放出時間が比収的長くなってしまう
という欠点が考えられる。
るところから、励磁装置の定格電圧も低電圧のものとな
っているので、回生時の電圧もその定格電圧に近いもの
となる。従って、回生電圧が低く制限されてしまうため
に、蓄積エネルギの放出時間が比収的長くなってしまう
という欠点が考えられる。
一方、後者の方法の原理は、第２図の構成図に示すよう
に、超電導コイル１に抵抗５を並列に接続するとともに
、励磁装置４の出力回路に遮断器６を挿入し、クエンチ
検出器２からの信号によって、励磁遮断指令回路７から
遮断器６に遮断指令が出力されるようになっておシ、こ
れによって、各励磁装置４を超電導コイル回路から切離
し、蓄積エネルギを抵抗５の回路に流して、消費させよ
うとするものである。これによれば、超電導コイル１の
放出時電圧金、超電導コイル１に流れる初期電流工、と
、抵抗５の抵抗値Ｒとの積、即ちＩ、ＦＬにて決めるこ
とができ、前述の回生方式の場合よシも、数倍高く設定
することができるため、大部分の蓄積エネルギの放出時
間全十分短くすることが可能である。しかし、蓄積エネ
ルギ全完全に放出させるには相当長い時間を要するとと
もに、抵抗５は超電導コイル１の蓄積エネルギを全て消
費することになるので、蓄積エネルギがギガジュール級
の大容量のものになった場合には、抵抗５及びその周辺
装置（例えば冷却設備・等）が、極めて大容量の大形な
装置になってしまうという欠点が考えられる。また、大
電流を直流遮断器によって遮断することは困難となる場
合があり、可能であっても直流遮断器のコストが急増し
てしまうという欠点が考えられる。
に、超電導コイル１に抵抗５を並列に接続するとともに
、励磁装置４の出力回路に遮断器６を挿入し、クエンチ
検出器２からの信号によって、励磁遮断指令回路７から
遮断器６に遮断指令が出力されるようになっておシ、こ
れによって、各励磁装置４を超電導コイル回路から切離
し、蓄積エネルギを抵抗５の回路に流して、消費させよ
うとするものである。これによれば、超電導コイル１の
放出時電圧金、超電導コイル１に流れる初期電流工、と
、抵抗５の抵抗値Ｒとの積、即ちＩ、ＦＬにて決めるこ
とができ、前述の回生方式の場合よシも、数倍高く設定
することができるため、大部分の蓄積エネルギの放出時
間全十分短くすることが可能である。しかし、蓄積エネ
ルギ全完全に放出させるには相当長い時間を要するとと
もに、抵抗５は超電導コイル１の蓄積エネルギを全て消
費することになるので、蓄積エネルギがギガジュール級
の大容量のものになった場合には、抵抗５及びその周辺
装置（例えば冷却設備・等）が、極めて大容量の大形な
装置になってしまうという欠点が考えられる。また、大
電流を直流遮断器によって遮断することは困難となる場
合があり、可能であっても直流遮断器のコストが急増し
てしまうという欠点が考えられる。
本発明の目的は、電磁コイルに蓄積された電磁エネルギ
を急速に放出させることができる励磁装置を提供するこ
とにある。
を急速に放出させることができる励磁装置を提供するこ
とにある。
本発明は、直並列切替可能に接続され且つ回生運転可能
に形成された複数の直流変換器によシミ磁コイルに励磁
電力を供給するように形成し、与えられる励磁停止指令
に基づいて、前記直流変換器を直列接続に切替えるとと
もに回生運転するようにしたものによって、電磁コイル
に蓄積された電磁エネルギを急速に放出させようとする
ものであるＯ 〔発明の実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
に形成された複数の直流変換器によシミ磁コイルに励磁
電力を供給するように形成し、与えられる励磁停止指令
に基づいて、前記直流変換器を直列接続に切替えるとと
もに回生運転するようにしたものによって、電磁コイル
に蓄積された電磁エネルギを急速に放出させようとする
ものであるＯ 〔発明の実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第３図に本発明の一実施例の構成図を示す。
第３図に示すように、サイリスタから形成された６相直
流変換器４ａ、４ｂには３相交流が供給されるようにな
っており、その出力の一端には直流リアクトル８ａ、８
ｂが接続されている。この直流リアクトル８ａ、８ｂの
曲端は第１のサイリスタスイッチ９ａによって断続可能
に接続され、このサイリスタスイッチ９ａと直流リアク
トル８ｂの接続点は超電導コイル１の一端に接続されて
いる。前記直流変換器４ａの曲端は直接、４ｂの曲端は
第２のサイリスタスイッチｇｂ２介して、前記超電導コ
イルの曲端に接続されている。前記サイリスタスイッチ
９ａと直流リアクトル８ａの接続点は開閉器１０ａ’ｉ
介して、前記直流変換器４ｂとサイリスタスイッチ９ｂ
との接続点に接続されている。また、クエンチ検出器２
の出力端は、前記各直流変換器４ａ、４ｂ、及び開閉器
１０ａの各制御回路に接続されている。
流変換器４ａ、４ｂには３相交流が供給されるようにな
っており、その出力の一端には直流リアクトル８ａ、８
ｂが接続されている。この直流リアクトル８ａ、８ｂの
曲端は第１のサイリスタスイッチ９ａによって断続可能
に接続され、このサイリスタスイッチ９ａと直流リアク
トル８ｂの接続点は超電導コイル１の一端に接続されて
いる。前記直流変換器４ａの曲端は直接、４ｂの曲端は
第２のサイリスタスイッチｇｂ２介して、前記超電導コ
イルの曲端に接続されている。前記サイリスタスイッチ
９ａと直流リアクトル８ａの接続点は開閉器１０ａ’ｉ
介して、前記直流変換器４ｂとサイリスタスイッチ９ｂ
との接続点に接続されている。また、クエンチ検出器２
の出力端は、前記各直流変換器４ａ、４ｂ、及び開閉器
１０ａの各制御回路に接続されている。
このように構成される実施例の動作について、以下に説
明する。
明する。
通常の励磁動作においては、第１及び第２のサイリスタ
スイッチ９ａ、９ｂｉ閉略させ、開閉器１０ａを開路さ
せた状態、つまシ直流変換器４ａ。
スイッチ９ａ、９ｂｉ閉略させ、開閉器１０ａを開路さ
せた状態、つまシ直流変換器４ａ。
４ｂｙ並列接続して形成される１２相励磁装置によって
、超電導コイル１を励磁する。
、超電導コイル１を励磁する。
超電導コイル１に何らかの異常が発生して、クエンチ状
態に至ると、クエンチ検出器２からクエンチ検出信号が
出力される。この信号によって、開閉器１０ａが閉路さ
れるとともに、各直流変換器４ａ、４ｂは回生運転に切
替えられる。このとき、第１及び第２のサイリスタスイ
ッチ９ａ。
態に至ると、クエンチ検出器２からクエンチ検出信号が
出力される。この信号によって、開閉器１０ａが閉路さ
れるとともに、各直流変換器４ａ、４ｂは回生運転に切
替えられる。このとき、第１及び第２のサイリスタスイ
ッチ９ａ。
９ｂに、超電導コイル１から逆電流が流れ込み、開閉器
１０ａ閉路前に流れていた順電流が急速に減擬され、サ
イリスクスイッチ９ａ、９ｂは自動的に閉略される。こ
れによって、直流リアクトル８ｂ−直流変換器４ｂ−開
閉器１０ａ−直流リアクドル８ａ−直流変換器４ａから
成る回生回路が形成される。つまシ、直流変換器４ａ、
４ｂが直列に接続されるため、前記回生回路の両端電圧
は、各直流変換器４ａ、４ｂの回生電圧Ｅの２倍とな９
、超電導コイル１に蓄積されている電磁エネルギは、前
記（１）式で示したように、１／２の時間で回生完了さ
れる。
１０ａ閉路前に流れていた順電流が急速に減擬され、サ
イリスクスイッチ９ａ、９ｂは自動的に閉略される。こ
れによって、直流リアクトル８ｂ−直流変換器４ｂ−開
閉器１０ａ−直流リアクドル８ａ−直流変換器４ａから
成る回生回路が形成される。つまシ、直流変換器４ａ、
４ｂが直列に接続されるため、前記回生回路の両端電圧
は、各直流変換器４ａ、４ｂの回生電圧Ｅの２倍とな９
、超電導コイル１に蓄積されている電磁エネルギは、前
記（１）式で示したように、１／２の時間で回生完了さ
れる。
従って、本実施例によれば、励磁装置を２台の直流変換
器に分割し、通常時は並列運転とし、回生時は直列運転
としていることから、超電動コイルからみた回生電圧を
２倍にすることができ、蓄積エネルギを第１図図示例の
ものに比べ、１／２の時間で完全に回収することができ
る。
器に分割し、通常時は並列運転とし、回生時は直列運転
としていることから、超電動コイルからみた回生電圧を
２倍にすることができ、蓄積エネルギを第１図図示例の
ものに比べ、１／２の時間で完全に回収することができ
る。
なお、上記実施例における第１及び第２サイリスタスイ
ーツチに代えて、厘流連断器を適用することも可能であ
る。その場合、クエンチ検出信号によって直流遮断器全
開路させる制御回路が必要となるが、電流＃１ｖｆｒ現
象は前述したと同様に、逆電流による電流零点で自動的
に遮断される。
ーツチに代えて、厘流連断器を適用することも可能であ
る。その場合、クエンチ検出信号によって直流遮断器全
開路させる制御回路が必要となるが、電流＃１ｖｆｒ現
象は前述したと同様に、逆電流による電流零点で自動的
に遮断される。
また、直流リアクトル８ａ、８ｂは、２台の直流変換器
４ａ、４ｂ間の電流分担を均等化させる。
４ａ、４ｂ間の電流分担を均等化させる。
機能と、開閉器１０ａ’に閉略させたときの短絡電流を
抑制させる機能とを有している。
抑制させる機能とを有している。
上記実施例のように、直流変換器を直流接続して回生運
転させると、接続切替えと同時に通常時の２倍の電流が
各直流変換器に流されることになるが、一般に直流変換
器の短時間短絡電流耐量は、定格電流の数倍（例えば４
倍）・となっていることから、短時間且つ非反復性のク
エンチ態様においては特に障害となるものではない。
転させると、接続切替えと同時に通常時の２倍の電流が
各直流変換器に流されることになるが、一般に直流変換
器の短時間短絡電流耐量は、定格電流の数倍（例えば４
倍）・となっていることから、短時間且つ非反復性のク
エンチ態様においては特に障害となるものではない。
なお、上記した直列切替時の短絡電流を抑制するため、
第４図に示すように、開閉器１０ａと直列にリアクトル
ｌｌ’を挿入することによって、短絡電流の上昇率をお
さえることができる。また、このリアクトル１１に代え
て、第５図に示すように抵抗１２を挿入すれば、回生に
よる蓄積エネルギの回収に加えて、この抵抗１２によ）
エネルギが消費されることから、一層速やかに超電導コ
イルの蓄積エネルギを放出させることができる。
第４図に示すように、開閉器１０ａと直列にリアクトル
ｌｌ’を挿入することによって、短絡電流の上昇率をお
さえることができる。また、このリアクトル１１に代え
て、第５図に示すように抵抗１２を挿入すれば、回生に
よる蓄積エネルギの回収に加えて、この抵抗１２によ）
エネルギが消費されることから、一層速やかに超電導コ
イルの蓄積エネルギを放出させることができる。
以上、本発明を６相直流変換器が２台から成る１２相励
磁装置に適用した実施例について説明したが、本発明は
これに限られるものではなく、直流変換器の相数や、分
割台数に拘束されるものではない。例えば、第６図に示
すように、６相直流変換器を４台に分割して直並列切替
可能な２４相の励磁装置とし、第３図図示実施例と同様
に切替え動作させることによって、回生電圧を４倍にす
ることができ、蓄積エネルギ回収時間を１／４に短縮す
ることができる。
磁装置に適用した実施例について説明したが、本発明は
これに限られるものではなく、直流変換器の相数や、分
割台数に拘束されるものではない。例えば、第６図に示
すように、６相直流変換器を４台に分割して直並列切替
可能な２４相の励磁装置とし、第３図図示実施例と同様
に切替え動作させることによって、回生電圧を４倍にす
ることができ、蓄積エネルギ回収時間を１／４に短縮す
ることができる。
上述したように、本発明によれば、電磁コイルに蓄積さ
れた電磁エネルギを極めて急速に放出さくＱｌ せることができ、特に超電導コイルのクエンチ時の障害
全防止させるに格別の効果を有する。
れた電磁エネルギを極めて急速に放出さくＱｌ せることができ、特に超電導コイルのクエンチ時の障害
全防止させるに格別の効果を有する。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明を説明するための一
例を示す構成図、第３図は本発明の一実施例の構成図、
第４図及び第５崗は第３図図示実施例の変形例の構成図
、第６図は本発明の池の実施例の構成図である。 １・・・超電導コイル、２・・・クエンチ検出器、４ａ
〜４ｄ・・・直流変換器、９ａ〜９ｆ・・・サイリスタ
スイ（１０） 弔３図 第４図 范５図 第６図
例を示す構成図、第３図は本発明の一実施例の構成図、
第４図及び第５崗は第３図図示実施例の変形例の構成図
、第６図は本発明の池の実施例の構成図である。 １・・・超電導コイル、２・・・クエンチ検出器、４ａ
〜４ｄ・・・直流変換器、９ａ〜９ｆ・・・サイリスタ
スイ（１０） 弔３図 第４図 范５図 第６図
Claims (1)
- １、電磁コイルに対して直並列切替可能に接続され且つ
回生運転可能に形成された複数の直流変換器を備え、与
えられる指令に基づいて前記直流変換器を直列接続に切
替えるとともに回生転運転に切替えるように構成された
電磁コイルの励磁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182913A JPS5972706A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電磁コイルの励磁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182913A JPS5972706A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電磁コイルの励磁装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972706A true JPS5972706A (ja) | 1984-04-24 |
Family
ID=16126573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182913A Pending JPS5972706A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 電磁コイルの励磁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972706A (ja) |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP57182913A patent/JPS5972706A/ja active Pending
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