JPS61168274A - 永久電流スイツチ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は超電導コイルに流れる電流を永久モードで循
環させるために用いる永久電流スイッチに関する。

［発明技術的背景とその問題点〕 超電導コイルのｍ一つの特徴は磁気エネルギーを電力の
損失なしで保存できることである。そのためには、永久
電流スイッチを用いて電流を永久モードにする必要があ
る。第４図は永久電流モードで運転するだめの従来の一
般的な回路図である。

永久電流モードは次のようにして達成する。超電導コイ
ル１および永久電流スイッチ２は液体ヘリウム温度に冷
却し、超電導状態にする。永久電流スイッチ２は一般に
超電導フィラメントをＣｕＮｉなとの高抵抗母材中に埋
め込まれた超電導線３を無誘導巻きし、さらに、常電導
状態に転移できるようにヒーター線４を巻き込んだ構成
である。ヒーター線４は一般に外部の電源よりパワーが
供給される。永久電流スイッチ２はヒーターにより加熱
され、高抵抗を示す。この状態でコイル励磁電源より端
子５を通して超電導コイル１に電流を供給する。超電導
コイルの電流が一定値に達した後、ヒーター線４の電流
を零によると、永久電流スイッチの超電導線３は超電導
状態になり、超電導コイル１と永久電流スイッチ２の閉
ループ中に永久電流が流れ始める。コイル励磁電源の供
給をストップしても永久電流は保持される。永久電流状
態にある超電導コイルが何らかの原因でクエンチして常
電導抵抗を発生する場合がある。この場合には、永久電
流スイッチのヒーター線４を加熱して永久電流スイッチ
を常電導転移（ＯＦＦ）させ、コイルに蓄えられたエネ
ルギーを保護抵抗６で消費させる。クエンチには種々の
状態があり、常電導抵抗値が非常に早く増加する場合と
極めてゆっくりとしか増加しない場合もある。クエンチ
状態を検出するには通常、コイルの両端とコイルの中央
付近から出した端子との間の電位差をみる方法がとられ
ている。クエンチ検出器はノイズなどで誤動作しないよ
うに、ノイズ以上の電位差で検出できるように設定しで
ある。クエンチを検出して永久電流スイッチをオフする
までには、ヒーターを加熱し、それが永久電流スイッチ
を常電導状態にするため、ある程度の時間が必要となる
。

クエンチ時のコイルの常電導抵抗値の増加が極めてゆっ
くりして、クエンチ検出器で検出されない場合には、コ
イルの蓄積エネルギーを全でその常電導抵抗部で消皆し
てしまう。蓄積エネルギーが大きい場合にはそこで焼断
などのコイル劣化が生ずる。まだ、検出が遅れた場合に
も同様にコイル劣化が生ずる。

一方、クエンチ時のコイルの常電導抵抗値の増加が急激
で、クエンチ検出器が検出してから永久電流スイッチを
オフするまでの時間より永久電流の減衰が早い場合には
、コイルの蓄積エネルギーのほとんどがコイル内で消費
され、コイルの劣化をひき起す恐れがあった。

また、ヒーター線の加熱を外部電源で行なっている限り
、停電または誤動作によるヒーターへの通電という異常
事態が発生した場合には、前者ではコイルの劣化、後者
ではヘリウムの蒸発を伴なうなどの問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は超電導コイルがクエンチした場合に、確
実に動作して、超電導コイルの劣化を生しない永久電流
スイッチを提供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明ミニおいては超電導
コイルの片端とコイルの中央付近から出した端子を永久
電流スイッチの少なくとも１本のヒーター線に接続する
ことにより、超電導コイルがクエンチして抵抗を発生し
た場合に、ヒーター線には必ず電流が流れ、永久電流ス
イッチが動作するようにする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について第１図を参照して説
明する。この図は永久電流モードで超電導コイルを運転
する場合の回路図である。図において、永久電流スイッ
チ２のヒーター線４１は超電導コイル１の端７または７
１と超電導コイル１の中央付近から出た端子８と１＝接
続される。

この様に接続すると、超電導コイル１がクエンチして抵
抗を発生した場合に、必ずヒーター線４１に電流が流れ
て発熱し、永久電流スイッチがオフの動作をする。また
、ヒーター線の加熱は受動回路で行なうため、外部電源
が必要なく、停電等の事故時、または、電源の誤動作に
よるヒーター線の加熱がなくなる。

第２図は超電導コイル１の端７または７１とヒーター線
４１との間に分割した保護抵抗６１を接続した回路図で
ある。

このように接続することにより、超電導コイル１がクエ
ンチすると必ず保護抵抗６１を通してコイルの電流が減
少する。

第３図は超電導コイル１の端７または７１とヒータ線４
１の間にスイッチ９を接続し、コイルの励磁減磁時には
スイッチ９を開き、永久電流モードになった後にスイッ
チ９を閉じる回路である。

この様にスイッチ９を接続することにより、励磁・減磁
時にヒーター４１に電流が分流して発熱し不必要なヘリ
ウムが蒸発するのを防止することができる。

［発明の効果〕 本発明においては、超電導コイルの端とコイル中央付近
の端子を永久電流スイッチの少なくとも１つのヒーター
に接続するようにしたので、確実に永久磁流スイッチを
動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

不 第１図は衝発明の永久電流スイッチの一実施例の回路図
、第２図と第３図はそれぞれ本発明の他の実施例の回路
図、第４図は従来の永久電流スイッチを示す回路図であ
る。 ■・・・超電導コイル　　２・・・永久電流スイッチ３
・・・超電導線　　　　４．４１・・・ヒーター線６．
６１・・・保護抵抗　　　　７．７１．８・・・超電導
コイルの端子９・・・スイッチ 代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第　　
１　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導コイルに並列に接続された超電導線と、こ
   の超電導線の近傍に配置されたヒーター線と、このヒー
   ター線の端子を前記超電導コイルの端部あるいは中央部
   の端子に接続するリード線とを備えたことを特徴とする
   永久電流スイッチ。
2. （２）リード線はその途中に保護抵抗を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の永久電流スイッチ
   。
3. （３）リード線はその途中に開閉器を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の永久電流スイッチ。