JPS62159405A - 超伝導コイルの充電器 - 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】 本発明は、給電系から給電される標準一次巻線と、中間
点が充電すべきコイルの端部に連結されており且つ該コ
イルと共に極低温囲障内に配置されている超伝導二次巻
線とを有する給電用変圧器から構成される超伝導コイル
の充電器に係る。

このような超伝導コイルの充電器は既に文献ＰＲ−Ａ−
９５９４９中で提案されており、この文献における充電
器は、相互に対向する端子を介して充電すべきコイルの
他方の端部と連結された半導体手段（ダイオード又はサ
イリスタ）の給電用変圧器の二次巻線の端子に配置され
ている。

しかしながら、このようなダイオード又はサイリスタは
、低温囲陣内に配置しても電気抵抗を無視することがで
きず、重大な熱損失をもたらす。

本発明の目的は、二次回路の全エレメントの電気抵抗が
著しく小さく且つ熱損失が非常に小さい超伝導コイルの
充電器を堤供することにある。

本発明の超伝導コイルの充電器は、更に、ａ）半導体手
段の端子に接続された標準一次巻線と、給電用変圧器の
二次巻線の端部の一方と充電すべきコイルの他方の端部
との間に配置された超伝導二次巻線とを有する少なくと
も１個の第１の補助変圧器と、 ｂ）半導体手段の端子に接続された標準一次巻線と、給
電用変圧器の二次巻線の他方の端部と充電すべきコイル
の他方の端部との間に配置された超伝導二次巻線とを有
する少なくとも１個の第２の補助変圧器とを更に備えて
おり、補助変圧器の二次巻線も同様に極低温囲障内に配
置されている。

第１及び第２の補助変圧器の一次巻線の端子に接続され
た半導体手段は、ダイオード又はサイリスタであり得る
。

有利な変形例によると、給電用変圧器及び／又は補助変
圧器の一次巻線もまた極低温囲障内に配置されている。

従って、変圧比を適当に選択することにより、室温にお
ける回路との電気接続の電流を充電コイルの電流よりも
著しく小さい値に限定することができる。この点は、小
型の充電器の場合特に有利である。

以下、添付図面を参考に、一次巻線がダイオード上で閉
じているような補助変圧器を備える超伝導コイルの充電
器について具体的に説明する。

具体例 第１図中、給電用変圧器１は、５０　Ｈｚ又は６０Ｈｚ
の工業用周波数の給電系の端子に配置された一次巻線２
を含んでいる。該変圧器の超伝導二次巻線４は、その中
間点５において超伝導コイル６と連結されている。該二
次巻線は２つの半二次巻線７及び８に分割される。半二
次巻線７は、補助変圧器１０の超伝導二次巻線９に連結
されている。この二次巻線の他方の端部は、給電用変圧
器の中間点に連結された端部と対向する超伝導コイルの
端部の点１１に連結されている。

補助変圧器１０の一次巻＠１２は、銅線から成る標準巻
線である。該巻線は、ダイオード１４のみから構成され
る回路１３上で閉じている。

更に、給電用変圧器の半二次巻線８は補助変圧器１５の
超伝導二次巻線１４に連結されており、該補助変圧器の
他方の端部は、給電用変圧器の中間点に連結された端部
と対向する超伝導コイルの端部に橋絡結合（１１）され
ている。

補助変圧器１５の一次巻線も同様に銅線から成る標準巻
線である。該巻線は、ダイオード１８のみから構成され
る回路１７上で閉じている。

超伝導コイルと超伝導二次巻線とのアセンブリは、例え
ば液体ヘリウム浴により約４″Ｋに維持された低温囲障
１９内に収容されている。

充電器の動作を以下に述べる。

電圧を印加するとダイオード１４は導通する従って、変
圧器１０の一次巻線は短絡する。

この時、二次巻線９においてのこの変圧器のインピーダ
ンスは非常に小さい。この間、ダイオード１８は導通せ
ず、変圧器１５ハ無負荷状態であり、従って、二次巻線
１４においてのインピーダンスは非常に高くなる。従っ
て、最初の交番の間には充電電流が二次巻線９を流れる
。

時刻ｔ−π／ω（ωは２πｆであり、ｆは電流の周波数
を表す）で第２の交番に移る。整流器１８を形成するダ
イオードは導通し、一方ダイオード１６は阻止される。

この時、電流の強さは変圧器１０の二次巻線９を含む分
岐において減少し、変圧器１５の二次巻線１４を含む分
岐において増加する。

コイル６内の電流は直ぐには変化せず、変圧器の漏洩イ
ンダクタンスにより、２つのダイオードが同時に導通し
ているような所謂「アノード侵食」と呼称される所定の
時間が存在する。

アノード侵食の角度の値は、πの値が最終値に達し、充
電状態が完了するまで各交番毎に増加する。

第２図は積ωｔの関数として、ダイオード１４及び１８
内の電流の強さ［１４及びＩ、８（実線で表す）、及び
コイル６内の電流の強さ＋、（破線で表す）を示してお
り、後者１６の電流は変動する振幅の連続段階毎に増加
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は超伝導コイルの充電回路を示し、第２図はダイ
オード内及びコイル内の電流の強さの経時変化を示す。 ■・・・・・・給電用変圧器、２，１２．１６・・・・
・・一次巻線、３・・・・・・給電系、４，９．１４・
・・・・・超伝導二次巻線、５・・・・・・中間点、６
・・・・・・コイル、１０．１５・・・・・・補助変圧
器、１４゜１８・・・・・・半導体手段、１９・・・・
・・極低温囲障。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）給電系から給電される標準一次巻線と、中間点が
   充電すべきコイルの端部に連結されており且つ該コイル
   と共に極低温囲障内に配置されている超伝導二次巻線と
   を有する給電用変圧器から構成される超伝導コイルの充
   電器であって、該充電器は更に、 半導体手段の端子に接続された標準一次巻線と、給電用
   変圧器の二次巻線の端部の一方と充電すべきコイルの他
   方の端部との間に配置された超伝導二次巻線とを有する
   少なくとも１個の第１の補助変圧器と、 半導体手段の端子に接続された標準一次巻線と、給電用
   変圧器の二次巻線の他方の端部と充電すべきコイルの他
   方の端部との間に配置された超伝導二次巻線とを有する
   少なくとも１個の第２の補助変圧器とを更に備えており
   、 補助変圧器の二次巻線も同様に極低温囲障内に配置され
   ている充電器。
2. （２）第１及び第２の補助変圧器の一次巻線の端子に接
   続された半導体手段がダイオードである特許請求の範囲
   第１項に記載の充電器。
3. （３）第１及び第２の補助変圧器の一次巻線の端子に接
   続された半導体手段がサイリスタである特許請求の範囲
   第１項に記載の充電器。
4. （４）給電用変圧器及び／又は補助変圧器の一次巻線が
   同様に極低温囲障内に配置されている特許請求の範囲第
   １項から第３項のいずれかに記載の充電器。