JPS61265806A - 超電導コイルの監視装置 - Google Patents
超電導コイルの監視装置Info
- Publication number
- JPS61265806A JPS61265806A JP60107704A JP10770485A JPS61265806A JP S61265806 A JPS61265806 A JP S61265806A JP 60107704 A JP60107704 A JP 60107704A JP 10770485 A JP10770485 A JP 10770485A JP S61265806 A JPS61265806 A JP S61265806A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting coil
- signal
- output
- monitoring device
- quenching
- 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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Classifications
-
- 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)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、超電導コイルの監視装置に係り、特に、交流
電源によって励磁される超電導コイルの常電導転移を応
答性よく検出できるようにした監視装置に関する。
電源によって励磁される超電導コイルの常電導転移を応
答性よく検出できるようにした監視装置に関する。
最近、交流損失の少ない超電導線が種々開発されており
９交流で励磁するようにした超電導コイルが実用化され
つつある。このように、超電導コイルを交流で励磁する
場合であっても超電導コイルがクエンチ（常電導転移）
したときには速やかに適切な処置を講じる必要があるこ
とには変わりない。クエンチ時の適切な処置は、クエン
チの発生を応答性よく検出することによって実現できる
。
９交流で励磁するようにした超電導コイルが実用化され
つつある。このように、超電導コイルを交流で励磁する
場合であっても超電導コイルがクエンチ（常電導転移）
したときには速やかに適切な処置を講じる必要があるこ
とには変わりない。クエンチ時の適切な処置は、クエン
チの発生を応答性よく検出することによって実現できる
。
しかし、交流励磁の場合には超電導コイルの両端に常に
変化する電圧が発生しているので、直流動磁の場合と同
様な手法ではクエンチを検出することができない。この
ため、交流励磁下において。
変化する電圧が発生しているので、直流動磁の場合と同
様な手法ではクエンチを検出することができない。この
ため、交流励磁下において。
クエンチを応答性よく検出できる何等かの手段の出現が
強く望まれているのが実状である。
強く望まれているのが実状である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、交流励磁される超電導コイルの
クエンチを応答性よく検出できる超電導コイルの監視装
置を提供することにある。
の目的とするところは、交流励磁される超電導コイルの
クエンチを応答性よく検出できる超電導コイルの監視装
置を提供することにある。
本発明によれば、交流電源によって励磁される超電導コ
イルと、この超電導コイルと並列に接続された抵抗分圧
器と、この抵抗分圧器の中間タップと前記超電導コイル
の中間タップとの間から電圧信号を取り出す手段と、前
記超電導コイルに流れている電流を検出する手段と、こ
の手段で得られた電流信号を参照信号として前記手段で
得られた電圧信号から上記参照信号と周位相の信号成分
を取り出す位相検波器と、この位相検波器の出力信号を
平均化して出力する回路とを備えた監視装置が提供され
る。
イルと、この超電導コイルと並列に接続された抵抗分圧
器と、この抵抗分圧器の中間タップと前記超電導コイル
の中間タップとの間から電圧信号を取り出す手段と、前
記超電導コイルに流れている電流を検出する手段と、こ
の手段で得られた電流信号を参照信号として前記手段で
得られた電圧信号から上記参照信号と周位相の信号成分
を取り出す位相検波器と、この位相検波器の出力信号を
平均化して出力する回路とを備えた監視装置が提供され
る。
電圧信号を取り出す手段から得られた電圧信号と電流を
検出する手段から得られた電流信号との間には次のよう
な関係がある。すなわち、超電導コイルが完全な超電導
状態を保っているときには電圧信号と電流信号との間に
正確に９０゛の位相差が存在する。一方、超電導コイル
がクエンチすると超電導コイルに抵抗分が現われるので
、この抵抗分によって電圧信号と電流信号との間の位相
差は９０”以下となる。したがって、電流信号を参照信
号としている位相検波器からは、超電導コイルにクエン
チが発生したときだけ出力が送出されることになる。こ
のため９位相検波器の出力を平均化する回路の出力から
直ちにクエンチの発生を知ることができ、この出力を使
って適切なりエンチ対策を実行することができる。
検出する手段から得られた電流信号との間には次のよう
な関係がある。すなわち、超電導コイルが完全な超電導
状態を保っているときには電圧信号と電流信号との間に
正確に９０゛の位相差が存在する。一方、超電導コイル
がクエンチすると超電導コイルに抵抗分が現われるので
、この抵抗分によって電圧信号と電流信号との間の位相
差は９０”以下となる。したがって、電流信号を参照信
号としている位相検波器からは、超電導コイルにクエン
チが発生したときだけ出力が送出されることになる。こ
のため９位相検波器の出力を平均化する回路の出力から
直ちにクエンチの発生を知ることができ、この出力を使
って適切なりエンチ対策を実行することができる。
以下１本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る監視装置の回路構成図
である。
である。
同図において、１は超電導コイルであり、この超電導コ
イル１はクライオスタット２内に液体ヘリウムと一緒に
収容されている。超電導コイル１の両端には常電導線で
形成されたリード線３ａ。
イル１はクライオスタット２内に液体ヘリウムと一緒に
収容されている。超電導コイル１の両端には常電導線で
形成されたリード線３ａ。
３ｂの一端側がそれぞれ接続されており、これらリード
線３ａ、３ｂの他端側はクライオスタット２外に導かれ
サイリスタ４ａ、４ｂを逆並列接続してなる半導体スイ
ッチ５および機械的なスイッチ６を介して交流電源７の
出力端に接続されている。
線３ａ、３ｂの他端側はクライオスタット２外に導かれ
サイリスタ４ａ、４ｂを逆並列接続してなる半導体スイ
ッチ５および機械的なスイッチ６を介して交流電源７の
出力端に接続されている。
リード線３ａ、３ｂ間で、クライオスタット２に近い部
分には抵抗分圧器８が接続されている。
分には抵抗分圧器８が接続されている。
そして、抵抗分圧器８の中間タップと超電導コイル１の
中間タップとはそれぞれリード線９ａ。
中間タップとはそれぞれリード線９ａ。
９ｂを介して絶縁増幅器１０の入力端に接続されている
。絶縁増幅器１０の出力は増幅器１１に導入される。一
方、超電導コイル１の端部に・は、このコイルに流れて
いる電流を検出する電流検出器１２が介挿してあり、こ
の電流検出器１２の出力は増幅器１３に導入さる。
。絶縁増幅器１０の出力は増幅器１１に導入される。一
方、超電導コイル１の端部に・は、このコイルに流れて
いる電流を検出する電流検出器１２が介挿してあり、こ
の電流検出器１２の出力は増幅器１３に導入さる。
しかして、前記増幅器１１の出力信号Ｅｓは位相検波器
１４の入力信号として導入され、また増幅器１３の出力
信号Ｉｓは上記位相検波器１４の参照信号として導入さ
れる。位相検波器１４は参照信号Ｉ８に同期したチョッ
パ出力を使って入力信号Ｅ８を検波するように構成され
ている。位相検波器１４の出力信号は平均化回路１５に
導入され、この平均化回路１５の出力Ｖｐはゲート回路
１６に導入される。ゲート回路１６は、半導体スイッチ
５を構成しているサイリスタ４ａ、４ｂのゲートを制御
して超電導コイル１に正負対称の電流を流すためのもの
であるが、平均化回路１５の出力Ｖｐが所定レベルを越
えた時点からゲート信号の送出を停止するように構成さ
れている。
１４の入力信号として導入され、また増幅器１３の出力
信号Ｉｓは上記位相検波器１４の参照信号として導入さ
れる。位相検波器１４は参照信号Ｉ８に同期したチョッ
パ出力を使って入力信号Ｅ８を検波するように構成され
ている。位相検波器１４の出力信号は平均化回路１５に
導入され、この平均化回路１５の出力Ｖｐはゲート回路
１６に導入される。ゲート回路１６は、半導体スイッチ
５を構成しているサイリスタ４ａ、４ｂのゲートを制御
して超電導コイル１に正負対称の電流を流すためのもの
であるが、平均化回路１５の出力Ｖｐが所定レベルを越
えた時点からゲート信号の送出を停止するように構成さ
れている。
次に、上記のように構成された監視装置の動作を説明す
る。
る。
まず、半導体スイッチ５を構成している各サイリスタ４
ａ、４ｂが交互にオン状態に制御されて超電導コイル１
に交流電流が流れているものとする。超電導コイル１が
正常な超電導状態に保たれているときには、超電導コイ
ル１のインピーダンスはインダクタンス分だけとなる。
ａ、４ｂが交互にオン状態に制御されて超電導コイル１
に交流電流が流れているものとする。超電導コイル１が
正常な超電導状態に保たれているときには、超電導コイ
ル１のインピーダンスはインダクタンス分だけとなる。
このため、交流電源７の出力電圧に対して超電導コイル
１に流れる電流は完全に９０’位相が遅れたものとなる
。
１に流れる電流は完全に９０’位相が遅れたものとなる
。
したがって１位相検波器１４の入力信号Ｅ８と参照信号
Ｉ８との間にも９０’の位相差が存在することになる。
Ｉ８との間にも９０’の位相差が存在することになる。
位相検波器１４は、参照信号Ｉｓに同期したチョッパ出
力を使って入力信号Ｅ８を検波しているので、入力信号
Ｅ８と参照信号Ｉｓとの間に９０°の位相差があるとき
には第３図中Ａで示す部分が検波されることになる。こ
のため。
力を使って入力信号Ｅ８を検波しているので、入力信号
Ｅ８と参照信号Ｉｓとの間に９０°の位相差があるとき
には第３図中Ａで示す部分が検波されることになる。こ
のため。
平均化回路１５の出力Ｖｐは零となる。すなわち。
上記のように超電導コイル１が正常のときには。
平均化回路１５の出力Ｖｐが零に保たれ、この結果、超
電導コイル１は連続的に交流励磁される。
電導コイル１は連続的に交流励磁される。
一方、超電導コイル１にクエンチが発生した場合には次
のように動作する。超電導コイル１にクエンチが発生す
ると、第２図に示すように超電導コイル１と直列に抵抗
Ｒが接続された状態と等価になる。このように、超電導
コイル１のインピーダンスがインダクタンスと抵抗とを
合成したものになると、必然的に入力信号Ｅ８と参照信
号Ｉｔｓとの間の位相差φは９０°以下となる。このた
め。
のように動作する。超電導コイル１にクエンチが発生す
ると、第２図に示すように超電導コイル１と直列に抵抗
Ｒが接続された状態と等価になる。このように、超電導
コイル１のインピーダンスがインダクタンスと抵抗とを
合成したものになると、必然的に入力信号Ｅ８と参照信
号Ｉｔｓとの間の位相差φは９０°以下となる。このた
め。
平均化回路１５の出力Ｖｐは零とはならずある値になる
。すなわち２位相差をφ、参照信号の周波数をＦとする
と、入力信号Ｅ８の内、Ｅｓ （Ｆ）の成分とＣＯＳφ
との積、 Ｅｌｌ （Ｆ）ＣＯ３φに比例したレベルの
直流出力Ｖｐが平均化回路１５から出力される。そして
、この出力Ｖｐが所定レベルを越えるとゲート回路１６
が動作を停止する。したがって、超電導コイル１への電
流供給が停止され、ここにクエンチ対策が実行されるこ
とになる。
。すなわち２位相差をφ、参照信号の周波数をＦとする
と、入力信号Ｅ８の内、Ｅｓ （Ｆ）の成分とＣＯＳφ
との積、 Ｅｌｌ （Ｆ）ＣＯ３φに比例したレベルの
直流出力Ｖｐが平均化回路１５から出力される。そして
、この出力Ｖｐが所定レベルを越えるとゲート回路１６
が動作を停止する。したがって、超電導コイル１への電
流供給が停止され、ここにクエンチ対策が実行されるこ
とになる。
なお、第３図中Ｂは、入力信号Ｅｓｓと参照信号Ｉｓど
の位相差φが零の場合を示している。
の位相差φが零の場合を示している。
このように、交流で励磁される超電導コイル１にクエン
チが発生すると、これを直ちに検出することができる。
チが発生すると、これを直ちに検出することができる。
したがって、クエンチ対策の速やかな実行に寄与するこ
とができ、結局、前述した効果を発揮させることができ
る。
とができ、結局、前述した効果を発揮させることができ
る。
なお１本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では電圧信号を絶縁増幅
器を介して取り出すようにしているが、絶縁増幅器を絶
縁トランスや容量結合器に置き換えてもよい。また、Ｎ
流のさい断を伴わないものであれば半導体スイッチを他
のスイッチで置き換えてもよい。
い。すなわち、上述した実施例では電圧信号を絶縁増幅
器を介して取り出すようにしているが、絶縁増幅器を絶
縁トランスや容量結合器に置き換えてもよい。また、Ｎ
流のさい断を伴わないものであれば半導体スイッチを他
のスイッチで置き換えてもよい。
第１図は本発明の一実施例に係る監視装置の回路構成口
、第２図は超電導コイルにクエンチが発生したときの等
価回路図、第３図は同監視装置の動作を説明するための
図である。 １・・・超電導コイル、２・・・タライオスタット、５
・・・半導体スイッチ、７・・・交流電源、８・・・抵
抗分圧器。 １０・・・絶縁増幅器、１１・・・増幅器、１２・・・
電流検出器、１３・・・増幅器、１４・・・位相検波器
、１５・・・平均化回路、１６・・・ゲート回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
、第２図は超電導コイルにクエンチが発生したときの等
価回路図、第３図は同監視装置の動作を説明するための
図である。 １・・・超電導コイル、２・・・タライオスタット、５
・・・半導体スイッチ、７・・・交流電源、８・・・抵
抗分圧器。 １０・・・絶縁増幅器、１１・・・増幅器、１２・・・
電流検出器、１３・・・増幅器、１４・・・位相検波器
、１５・・・平均化回路、１６・・・ゲート回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (3)
- （１）交流電源によって励磁される超電導コイルと、こ
の超電導コイルと並列に接続された抵抗分圧器と、この
抵抗分圧器の中間タップと前記超電導コイルの中間タッ
プとの間から電圧信号を取り出す手段と、前記超電導コ
イルに流れている電流を検出する手段と、この手段で得
られた電流信号を参照信号として前記手段で得られた電
圧信号から上記参照信号と周位相の信号成分を取り出す
位相検波器と、この位相検波器の出力信号を平均化して
出力する回路とを具備してなることを特徴とする超電導
コイルの監視装置。 - （２）前記電圧信号を取り出す手段は、前記交流電源か
ら絶縁する絶縁要素を介して前記電圧信号を送出するも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
超電導コイルの監視装置。 - （３）前記絶縁要素は、絶縁増幅器、絶縁トランス、容
量結合器の何れかであることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の超電導コイルの監視装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107704A JPS61265806A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 超電導コイルの監視装置 |
| EP86106849A EP0205924A3 (en) | 1985-05-20 | 1986-05-20 | Monitoring system for detecting quench of superconductive coils |
| US07/158,033 US4777437A (en) | 1985-05-20 | 1988-02-12 | Monitoring system for detecting quench of superconductive coils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107704A JPS61265806A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 超電導コイルの監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265806A true JPS61265806A (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=14465826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107704A Pending JPS61265806A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 超電導コイルの監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265806A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114269039B (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-14 | 南昌硅基半导体科技有限公司 | 一种高电光调制带宽的led器件 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107704A patent/JPS61265806A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114269039B (zh) * | 2022-03-01 | 2022-06-14 | 南昌硅基半导体科技有限公司 | 一种高电光调制带宽的led器件 |
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