JPS61171105A - 超電導マグネツトの励磁装置 - Google Patents
超電導マグネツトの励磁装置Info
- Publication number
- JPS61171105A JPS61171105A JP60010761A JP1076185A JPS61171105A JP S61171105 A JPS61171105 A JP S61171105A JP 60010761 A JP60010761 A JP 60010761A JP 1076185 A JP1076185 A JP 1076185A JP S61171105 A JPS61171105 A JP S61171105A
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- JP
- Japan
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- current
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- superconducting
- superconductor
- superconducting coil
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
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】
L成業上の利用分野〕
この発明は、超電導マグネット特に磁界の時間的な変動
が著しく小さい超電導マグネットの励磁装置に関するも
のである。
が著しく小さい超電導マグネットの励磁装置に関するも
のである。
第7図と第S図は例えば論文I E E E 、Tra
nsactionson Mapnetics+Voj
ume MAG −/ r eA61 # 7979年
。
nsactionson Mapnetics+Voj
ume MAG −/ r eA61 # 7979年
。
Pココ6〜P2J9に示された従来の超電導マグネット
のそれぞれ側断面図と回路図である。第7図において、
(/lは超電導コイル、(コ)はこの超電導コイル(/
lの両端にリード線(6)で接続された永久電流スイッ
チ、(,7)は超電導コイル(1)と永久電流スイッチ
(2)を極低温状態で収納するフライオスタラ) 、(
4’)はこのクライオスタットの外に設けられ常電導導
体で作った外部コイル、(りは永久電流スイッチ(λ)
の両端にリード#(6)で接続された超電導コイル用励
出電源、(7)は外部コイル神)の両端にリード線(6
)で接続された外部コイル用励磁電源、(1)は永久電
流スイッチ(コ)のヒータ電源である。第を図において
、永久電流スイッチ(コ)は、超電導体(コ/)、この
超電導体(コl)を加熱するヒータ(ココ)、並びにこ
れら超電導体(21)およびヒータ(コ3)を囲む熱絶
縁体(λ3)から構成される。また、第を図に示した矢
印↓i、ira、Lxはそれぞれ超電導コイル(1)、
外部コイル(4り、上ヒータココ)に流れる電流を表わ
している8g9図に各コイル電流のシーケンスを示した
。まず、ヒータ電源(f)によりヒータ(コ−2)に電
流LJを熱し、永久電流スイッチ(コ)の超電導体(x
i)を加熱して常電導状態に転移させ、有限の抵抗値を
もたせる。この常電導状態において、超電導コイル用励
磁電源(りを投入し、超電導コイル(1)に一定の電流
上昇率で電流jz/を流し、規定値工0に達したら電流
L/をホールド状態にしておく。次に、外部コイル用励
磁電源(7)を投入し、外部コイル(7)にパルス電流
↓コを流し、外部コイル(弘)が発生するパルス磁界を
超電導コイル(/lに加える。次に、電流Ls=0とし
てヒータ(ココ)によ Jる加熱を停止し、永久電流
スイッチ(コ)の超電導体(コl)を超電導状態にする
。超電導体(コl)が完全に超電導状態になるまで数秒
から数十秒待ったあと、超電導コイル用励母電源(りの
電流AIを下降させて0にする。このとき電源側の電流
Llは89図に破線で示すように0になるが、超電導コ
イル(1)は抵抗li&: 0の超電導体(コ/)によ
って完全に短絡されているので、超電導コイル(1)に
は実線で示す電、流↓lが流れ続けている。このような
電流を永久電流と呼ぶ。
のそれぞれ側断面図と回路図である。第7図において、
(/lは超電導コイル、(コ)はこの超電導コイル(/
lの両端にリード線(6)で接続された永久電流スイッ
チ、(,7)は超電導コイル(1)と永久電流スイッチ
(2)を極低温状態で収納するフライオスタラ) 、(
4’)はこのクライオスタットの外に設けられ常電導導
体で作った外部コイル、(りは永久電流スイッチ(λ)
の両端にリード#(6)で接続された超電導コイル用励
出電源、(7)は外部コイル神)の両端にリード線(6
)で接続された外部コイル用励磁電源、(1)は永久電
流スイッチ(コ)のヒータ電源である。第を図において
、永久電流スイッチ(コ)は、超電導体(コ/)、この
超電導体(コl)を加熱するヒータ(ココ)、並びにこ
れら超電導体(21)およびヒータ(コ3)を囲む熱絶
縁体(λ3)から構成される。また、第を図に示した矢
印↓i、ira、Lxはそれぞれ超電導コイル(1)、
外部コイル(4り、上ヒータココ)に流れる電流を表わ
している8g9図に各コイル電流のシーケンスを示した
。まず、ヒータ電源(f)によりヒータ(コ−2)に電
流LJを熱し、永久電流スイッチ(コ)の超電導体(x
i)を加熱して常電導状態に転移させ、有限の抵抗値を
もたせる。この常電導状態において、超電導コイル用励
磁電源(りを投入し、超電導コイル(1)に一定の電流
上昇率で電流jz/を流し、規定値工0に達したら電流
L/をホールド状態にしておく。次に、外部コイル用励
磁電源(7)を投入し、外部コイル(7)にパルス電流
↓コを流し、外部コイル(弘)が発生するパルス磁界を
超電導コイル(/lに加える。次に、電流Ls=0とし
てヒータ(ココ)によ Jる加熱を停止し、永久電流
スイッチ(コ)の超電導体(コl)を超電導状態にする
。超電導体(コl)が完全に超電導状態になるまで数秒
から数十秒待ったあと、超電導コイル用励母電源(りの
電流AIを下降させて0にする。このとき電源側の電流
Llは89図に破線で示すように0になるが、超電導コ
イル(1)は抵抗li&: 0の超電導体(コ/)によ
って完全に短絡されているので、超電導コイル(1)に
は実線で示す電、流↓lが流れ続けている。このような
電流を永久電流と呼ぶ。
上記の電流シーケンス中で、外部コイル(7)にパルス
電流LJを流した点が通常の超電導コイル(1)の励磁
とは異なり、このような通電によるパルス磁界の発生に
よって永久電流モードに入った直後の磁界の減衰状態は
異なる。第1O図は上記引用文献に示された実験結果を
示す。第1O図から分るようにパルス磁界を超電導コイ
ル(1)K加えた場合には磁界の減衰が減少している。
電流LJを流した点が通常の超電導コイル(1)の励磁
とは異なり、このような通電によるパルス磁界の発生に
よって永久電流モードに入った直後の磁界の減衰状態は
異なる。第1O図は上記引用文献に示された実験結果を
示す。第1O図から分るようにパルス磁界を超電導コイ
ル(1)K加えた場合には磁界の減衰が減少している。
ところで、永久電流モードの超電導コイル(1)の磁界
減衰には一般に2種類ある。その@lは磁界の初期減衰
であり、永久電流モードに入った直後の数時間から数十
時間に渡って発生するもので。
減衰には一般に2種類ある。その@lは磁界の初期減衰
であり、永久電流モードに入った直後の数時間から数十
時間に渡って発生するもので。
超電導線内部の電流分布の不均一さに原因があるといわ
れている。第2は磁界の定常減衰であり。
れている。第2は磁界の定常減衰であり。
初期減衰が終了したあと永久電流モードを続ける限り発
生する定常減衰の原因は、超電導コイル(1)て の巻線には何ケ所かの線材の接続部分があり蒙。
生する定常減衰の原因は、超電導コイル(1)て の巻線には何ケ所かの線材の接続部分があり蒙。
その部分が完全に超電導接続できないために発生する微
弱な抵抗の発生や、あるいは、超電導多芯線の、各フィ
ラメントの断線に起因する抵抗の発生によるものである
。従来例で示したパルス電流j−JVCよる操作は、磁
界の初期減衰を減少させる。
弱な抵抗の発生や、あるいは、超電導多芯線の、各フィ
ラメントの断線に起因する抵抗の発生によるものである
。従来例で示したパルス電流j−JVCよる操作は、磁
界の初期減衰を減少させる。
従来の励磁装置は以上のようなシーケンスに基づいてい
るので、減衰を小さくしたい超電導コイルの他に、もう
1つのパルス磁界発生用コイルを必要としたので、コイ
ル数が増すことにより装置が高価になると共に、超電導
コイルが大型になった場合には、パルス磁界印加用外部
コイルが著しく巨大になってしまい、全く実用的でなく
なる問題点があった。
るので、減衰を小さくしたい超電導コイルの他に、もう
1つのパルス磁界発生用コイルを必要としたので、コイ
ル数が増すことにより装置が高価になると共に、超電導
コイルが大型になった場合には、パルス磁界印加用外部
コイルが著しく巨大になってしまい、全く実用的でなく
なる問題点があった。
この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、外部コイル無しに磁界の初期減衣をなくシ、
また初期減衰ケなくすための最適のパラメータを有する
超電導マグネットの励磁装置を得ることを目的とする。
たもので、外部コイル無しに磁界の初期減衣をなくシ、
また初期減衰ケなくすための最適のパラメータを有する
超電導マグネットの励磁装置を得ることを目的とする。
L問題点を解決するための手段〕
この発明に係る励磁装置は、超電導体を常電導状態にし
ておいてから超電導コイルに規定値以上の電流を少なく
とも1回流し、その後現定値以下 −まで電流を少なく
とも1回減少させ、このような電流変化後の状態で超電
導体を超電導状態にしたものである。
ておいてから超電導コイルに規定値以上の電流を少なく
とも1回流し、その後現定値以下 −まで電流を少なく
とも1回減少させ、このような電流変化後の状態で超電
導体を超電導状態にしたものである。
超電導コイルに流jる電流の変化が、超電導線内の電流
分布を一様化するように作用する。
分布を一様化するように作用する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の励磁装置の側断面図、第2図は@/図に
示した励S装置の回路図、第3図はこの発明における電
流シーケンス図である。超電導コイル(/lに流す電流
Liを規定値1o以上例えば規定値1oよりも多く流し
たあとホールド状態とし、その後電流L/を下降させ、
規定筺工0以下例えば規定直重oに達したところでホー
ルドし、永久電流スイッチ(コ)の超電導体(7)への
電流の分流が完全になくなった時点でヒータ(ココ)を
切る◎超電導体(,1/)が完全に超電導状態になるま
で待った後、超電導コイル用励磁電源(7)の電流を0
に下げる。このとき超電導コイル用励磁電源(5)の電
流は第3図中の破線のように下降するが、超電導コイル
(1)の電流は下降せず実線の永久電流となるのは従来
例と同一である。
図はこの発明の励磁装置の側断面図、第2図は@/図に
示した励S装置の回路図、第3図はこの発明における電
流シーケンス図である。超電導コイル(/lに流す電流
Liを規定値1o以上例えば規定値1oよりも多く流し
たあとホールド状態とし、その後電流L/を下降させ、
規定筺工0以下例えば規定直重oに達したところでホー
ルドし、永久電流スイッチ(コ)の超電導体(7)への
電流の分流が完全になくなった時点でヒータ(ココ)を
切る◎超電導体(,1/)が完全に超電導状態になるま
で待った後、超電導コイル用励磁電源(7)の電流を0
に下げる。このとき超電導コイル用励磁電源(5)の電
流は第3図中の破線のように下降するが、超電導コイル
(1)の電流は下降せず実線の永久電流となるのは従来
例と同一である。
上述したような励磁!F、Ifによる実験結果を第9図
に示す。第9図において、toy%励磁とは超電導コイ
ル(1)の電流をt、0!Ioまで上昇させてホールド
状態にしたあと規定値i、001oまで下降させて使−
用した場合であり、191%励磁とは同様に/、Q/工
0まで電流を流した後下降させたものである。通常励磁
とは/、00工oの状態で電流をホール !ド状態
にするだけで、全く過電流としない場合である第参図か
ら明らかなように、磁界の初期減衰を低下させるために
は、超電導コイル(1)l!−ft流を過電流にしたあ
と下降させることが極めて有効である。また、過電流の
割合としては/、0!r工o。
に示す。第9図において、toy%励磁とは超電導コイ
ル(1)の電流をt、0!Ioまで上昇させてホールド
状態にしたあと規定値i、001oまで下降させて使−
用した場合であり、191%励磁とは同様に/、Q/工
0まで電流を流した後下降させたものである。通常励磁
とは/、00工oの状態で電流をホール !ド状態
にするだけで、全く過電流としない場合である第参図か
ら明らかなように、磁界の初期減衰を低下させるために
は、超電導コイル(1)l!−ft流を過電流にしたあ
と下降させることが極めて有効である。また、過電流の
割合としては/、0!r工o。
すなわち、規定電流値に対してわずか夕%の電流増加パ
ターンが初期減衰を全くなくしており、この割合が最適
であることが明らかである。代表的な数値としては、I
g ” / <70 A s ” / ”’ 0から
L/=/、0!;Ioまで30分、/、0!r工oを維
持する瞬間が19分、/、0!r工oから/、001o
に下げる時間が一分以内である。初期減衰が全くないの
で、例えば核出気共鳴イメージング装置のための超電導
マグネットに上述の励磁装置を採用した場合には、永久
電流モードに入った直後から直ちにイメージング実験を
開始することができ、極めて効率のよい実験工程が実現
できる〇 なお、上記実施例では、超電導コイルの電流を規定値よ
りも多く流したが、超電導コイルの負荷率がioo%に
近くて、電流のわずかな増加によって超電導破壊が生じ
る場合がある。このような状態においては、上記実施例
の励磁装置を用いることができない。このような場合に
は、第3図に示すようkC,/、0010までコイル電
流を上昇させたあとo、tsxoまで電流を下降させ、
その後家た/、001oまで電流を上昇させる励磁装置
を実現した。その場合、コイル電流は規定値I0を全く
越えない上、磁界の初期減衰を著しく軽減することがで
きた。また、0.9jIoまで電流を下降させたが、下
降率は、0,991□〜o、90工□程度までの任意の
値であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
ターンが初期減衰を全くなくしており、この割合が最適
であることが明らかである。代表的な数値としては、I
g ” / <70 A s ” / ”’ 0から
L/=/、0!;Ioまで30分、/、0!r工oを維
持する瞬間が19分、/、0!r工oから/、001o
に下げる時間が一分以内である。初期減衰が全くないの
で、例えば核出気共鳴イメージング装置のための超電導
マグネットに上述の励磁装置を採用した場合には、永久
電流モードに入った直後から直ちにイメージング実験を
開始することができ、極めて効率のよい実験工程が実現
できる〇 なお、上記実施例では、超電導コイルの電流を規定値よ
りも多く流したが、超電導コイルの負荷率がioo%に
近くて、電流のわずかな増加によって超電導破壊が生じ
る場合がある。このような状態においては、上記実施例
の励磁装置を用いることができない。このような場合に
は、第3図に示すようkC,/、0010までコイル電
流を上昇させたあとo、tsxoまで電流を下降させ、
その後家た/、001oまで電流を上昇させる励磁装置
を実現した。その場合、コイル電流は規定値I0を全く
越えない上、磁界の初期減衰を著しく軽減することがで
きた。また、0.9jIoまで電流を下降させたが、下
降率は、0,991□〜o、90工□程度までの任意の
値であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
更に、コイル電流を過電流にする回数は1回でなくても
よい。例えば1.0!rhoI回とした上記実施例を、
/、0/Ioを数回繰返す第6図のような電流パターン
としても、上記実施例と同様の効果を委する・すなわち
、大きな電流変化であるty、oタエ0を、0.0/X
oの変化を複数回実施することにより。
よい。例えば1.0!rhoI回とした上記実施例を、
/、0/Ioを数回繰返す第6図のような電流パターン
としても、上記実施例と同様の効果を委する・すなわち
、大きな電流変化であるty、oタエ0を、0.0/X
oの変化を複数回実施することにより。
上記実施例と同様の効果を実現したのである。この場合
、過電流の割合が小さくなるために、コイルが超電導破
壊しにくくなるというこの実施例特有の効果もある。ま
た、第6図に示した電流パターンを例えば4θO工oと
0.99工oの間$繰り返した場合にも上記実施例と同
様の効果がある。
、過電流の割合が小さくなるために、コイルが超電導破
壊しにくくなるというこの実施例特有の効果もある。ま
た、第6図に示した電流パターンを例えば4θO工oと
0.99工oの間$繰り返した場合にも上記実施例と同
様の効果がある。
以上のように、この発明によれば、超電導コイル自身の
電流を変化させて磁界の初期減衰をなくしたので、装置
が安価にでき、また励磁直後から実験を行える工程短縮
の効果がある。また、この発明によれば、超電導破壊寸
前の大電流で運転する必要のある超電導マグネットに対
しても、超電導vL壊させることなく初期減衰をなくす
ることができる効果がある。
電流を変化させて磁界の初期減衰をなくしたので、装置
が安価にでき、また励磁直後から実験を行える工程短縮
の効果がある。また、この発明によれば、超電導破壊寸
前の大電流で運転する必要のある超電導マグネットに対
しても、超電導vL壊させることなく初期減衰をなくす
ることができる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による超電導マグネットを
示す側断面図、第一図は第1図に示した超電導マグネッ
トの回路図、第3図はこの発明の電流シーケンス図、第
9図はこの発明の効果を裏づける実験績果のグラフ図、
溝夕図はこの発明の他の直流シーケンス図、第6図はこ
の発明の更に他の電流シーケンス図、第7図は従来の超
電導マグネットを示す側断面図、第を図は第7図に示し
た超電導マグネットの回路図、第9図は従来の超電導マ
グネットの電流シーケンス図、第1i図は(1)・・超
電導コイル、−)・・永久電流スイッチ・(3)・・ク
ライオスタット、(7)・・超電導コ・fル用励磁を源
、(g)・拳ヒータ’I源。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示すO 代理人 、 ッ 、Il、r″゛ゞ力に−2 21: 超電導体 22: 仁−タ 姑9図 時間 Bo(o)−=tswoでの超電導コイILPI(A$
Bo(t)−−−t−tての す 手続補正書(自発) 昭和 年 月 日 60.5.15
示す側断面図、第一図は第1図に示した超電導マグネッ
トの回路図、第3図はこの発明の電流シーケンス図、第
9図はこの発明の効果を裏づける実験績果のグラフ図、
溝夕図はこの発明の他の直流シーケンス図、第6図はこ
の発明の更に他の電流シーケンス図、第7図は従来の超
電導マグネットを示す側断面図、第を図は第7図に示し
た超電導マグネットの回路図、第9図は従来の超電導マ
グネットの電流シーケンス図、第1i図は(1)・・超
電導コイル、−)・・永久電流スイッチ・(3)・・ク
ライオスタット、(7)・・超電導コ・fル用励磁を源
、(g)・拳ヒータ’I源。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示すO 代理人 、 ッ 、Il、r″゛ゞ力に−2 21: 超電導体 22: 仁−タ 姑9図 時間 Bo(o)−=tswoでの超電導コイILPI(A$
Bo(t)−−−t−tての す 手続補正書(自発) 昭和 年 月 日 60.5.15
Claims (7)
- (1)クライオスタット内にある、超電導コイルおよび
この超電導コイルの両端に接続された永久電流スイッチ
と、前記クライオスタット外にあり、前記永久電流スイ
ッチの超電導体に接続された超電導コイル用励磁電源お
よび前記永久電流スイッチのヒータに接続されたヒータ
電源とを備えた超電導マグネットにおいて、前記超電導
体を常電導状態にしておいてから前記超電導コイルに規
定値以上の電流を少なくとも1回流し、その後前記規定
値以下まで電流を少なくとも1回減少させ、このような
電流変化後の状態で前記超電導体を超電導状態にしたこ
とを特徴とする超電導マグネットの励磁装置。 - (2)規定値以上の電流が規定値の電流のほぼ105%
であり、そして規定値以下の電流が前記規定値の電流で
ある特許請求の範囲第1項記載の超電導マグネットの励
磁装置。 - (3)規定値を越える電流を流し、その後規定値まで電
流を減少させる一連の操作を複数回実施した特許請求の
範囲第1項記載の超電導マグネットの励磁装置。 - (4)規定値を越える電流がほぼ101%を越えない特
許請求の範囲第3項記載の超電導マグネットの励磁装置
。 - (5)規定値以上の電流が規定値の電流であり、規定値
以下の電流が規定値未満の電流であり、前記規定値以上
の電流を2回流した特許請求の範囲第1項記載の超電導
マグネットの励磁装置。 - (6)規定値未満の電流が規定値の電流のほぼ95%で
ある特許請求の範囲第5項記載の超電導マグネットの励
磁装置。 - (7)規定値の電流を流し、その後規定値未満まで電流
を減少させる一連の操作を複数回実施した特許請求の範
囲第5項記載の超電導マグネットの励磁装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60010761A JPS61171105A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 超電導マグネツトの励磁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60010761A JPS61171105A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 超電導マグネツトの励磁装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61171105A true JPS61171105A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11759310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60010761A Pending JPS61171105A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 超電導マグネツトの励磁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61171105A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63317663A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Ube Ind Ltd | プラズマ圧着型スパッタ装置及び方法 |
JP2021503175A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 超電導磁石アセンブリ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS584906A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 超電導磁石の励磁方式 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP60010761A patent/JPS61171105A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS584906A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-12 | Hitachi Ltd | 超電導磁石の励磁方式 |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JPS63317663A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Ube Ind Ltd | プラズマ圧着型スパッタ装置及び方法 |
JP2021503175A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 超電導磁石アセンブリ |
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