SK82011A3 - Circuit to evaluate the loss of superconductivity of superconducting magnet - Google Patents

Description

Obvod pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu.

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka obvodu pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu, poskytujúceho pri strate supravodivosti poruchový signál, ktorý sa využije ako pomocný signál pri okamžitej demagnetizácii supravodivého magnetu, aby nedošlo k jeho zničeniu.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sa vo väčšine prípadov rieši obvod pre vyhodnotenie supravodivosti buď na strane galvanický spojenej so supravodivým magnetom, alebo na strane riadenia, elektrickou izoláciou oddeleného od supravodivého magnetu.

Nevýhodami starého stavu pri použití v spínaných zdrojoch v prípade, keď obvod pre vyhodnotenie supravodivosti sa nachádza na strane galvanický spojenej so supravodivým magnetom je, že derivačný obvod je pomerne vysoko zašumený činnosťou silovej časti spínaného zdroja a zabezpečenie správnej činnosti je komplikované. V prípade, keď riadenie a teda aj obvod pre vyhodnotenie supravodivosti sú oddelené elektrickou izoláciou od supravodivého magnetu je nevýhodou, že potrebné analógové signály, ktoré sú na strane supravodivého magnetu je potrebné prevádzať cez elektrickú izoláciu na stranu riadenia.

Podstata vynálezu

Uvádzané nedostatky a nevýhody sú z konštrukčného hľadiska odstránené a eliminované technickým riešením podľa vynálezu a to obvodu pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu s derivačným obvodom na strane riadenia a ostatnými obvodmi na strane supravodivého elektromagnetu, kde derivačný obvod je opatrený vstupom, spojeným cez signál požadovaného prúdu do supravodivého elektromagnetu s riadením meniča, kde výstup derivačného obvodu, ktorý generuje hodnotu napätia úmernú indukovanému napätiu na supravodivom elektromagnete je spojený so vstupom obvodu elektrického oddelenia, ktorého výstup je cez signál úmerný indukovanému napätiu spojený so vstupom odčítavacieho obvodu, pričom druhý vstup odčítavacieho obvodu je cez signál úmerný celkovému napätiu na supravodivom elektromagnete spojený s výstupom diferenciálneho zosilňovača, ktorého vstup je spojený s výstupom komutačného prepínača, na ktorého jeden vstup je spojený so svorkami supravodivého magnetu cez celkové napätie na elektromagnete a druhý vstup je spojený s riadením cez komutačný signál, kde výstup odčítavacieho obvodu je spojený so vstupom komparačného obvodu, pričom jeho ďalší vstup je spojený s výstupom referenčného obvodu cez referenčnú napäťovú úroveň, kde výstup komparačného obvodu je spojený so vstupom pamäťového obvodu, ktorého výstup je poruchovým signálom spojený s riadením.

Hlavnou výhodou obvodu pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu je v tom, že zapojením derivačného obvodu na strane riadenia a ostatných obvodov na stranu supravodivého elektromagnetu sa odstráni problém so zabezpečením správnej činnosti derivačného obvodu a ponechajú sa výhody umiestnenia ostatných obvodov na strane vodivo spojenej so supravodivým elektromagnetom.

Prehľad obrázkov na výkrese

Na pripojenom výkrese na obr. 1 je schématicky znázornené zapojenie obvodu pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu

Príklad uskutočnenia vynálezu

Technické riešenie podľa obr.l bolo úspešne realizované a aplikované v prúdových zdrojoch vyrábaných v EVPÚ a.s. Konkrétne ide o prúdové zdroje PS140-8.

Derivačný obvod 10 je opatrený vstupom 11, spojeným cez signál požadovaného prúdu do supravodivého elektromagnetu s riadením meniča, kde výstup derivačného obvodu 10 ie spojený so vstupom 12 obvodu elektrického oddelenia 20, ktorého výstup je spojený so vstupom 21 odčítavacieho obvodu 30 . Druhý vstup 51 odčítavacieho obvodu 30 je cez signál úmerný celkovému napätiu na supravodivom elektromagnete spojený s výstupom diferenciálneho zosilňovača 50, ktorého vstup 43 je spojený s výstupom komutačného prepínača 40, ktorého jeden vstup 41 je spojený so svorkami supravodivého magnetu cez celkové napätie na elektromagnete a druhý vstup 42 je spojený s riadením cez komutačný signál. Výstup odčítavacieho obvodu 30 je spojený so vstupom 31 komparačného obvodu 60, pričom jeho ďalší vstup 71 je spojený s výstupom referenčného obvodu 70 cez referenčnú napäťovú úroveň. Výstup komparačného obvodu 60 je spojený so vstupom 61 pamäťového obvodu 80, ktorého výstup je poruchovým signálom spojený s riadením.

Analógový napäťový signál zodpovedajúci požadovanému prúdu cez supravodivý magnet vstupuje do vstupu 11 derivačného obvodu 10, ktorý vyrobí z priebehu prúdu jeho deriváciu, čo je fyzikálne indukovaná hodnota napätia na svorkách supravodivého elektromagnetu za podmienky rovnosti požadovaného a skutočného prúdu, ktorá je z výstupu derivačného obvodu 10 privedená na vstup 12 obvodu elektrického oddelenia 20, ktorého výstup je spojený so vstupom 21 odčítavacieho obvodu 30 . Druhý vstup 51 odčítavacieho obvodu 30 je cez signál úmerný celkovému napätiu na supravodivom elektromagnete spojený s výstupom diferenciálneho zosilňovača 50, ktorého vstup 43 je spojený s výstupom komutačného prepínača 40, ktorého jeden vstup 41 je spojený so svorkami supravodivého magnetu na celkové napätie na elektromagnete. Druhý vstup 42 je spojený s riadením cez komutačný signál, ktorým sa pri zmene smeru prúdu cez supravodivý elektromagnet a zmene celkového napätia na svorkách supravodivého elektromagnetu udržuje stále rovnaké znamienko celkového napätia na vstupe 51 odčítavacieho obvodu 30. Výstup odčítavacieho obvodu 30 ,na ktorý sa vyvedie rozdiel medzi celkovou a indukovanou hodnotou napätia, čo je vlastne hodnota napätia na ohmickej zložke supravodivého elektromagnetu je spojený so vstupom 31 komparačného obvodu 60, pričom jeho ďalší vstup 71 je spojený s výstupom referenčného obvodu 70 nastaveného na referenčnú úroveň, ktorá definuje rozhranie medzi ohmickým odporom elektromagnetu, ktorý je ešte považovaný za úroveň zodpovedajúci supravodivosti a odporom, ktorý sa už považuje za stratu supravodivosti. Výstup komparačného obvodu 60 je spojený so vstupom 61 pamäťového obvodu 80, ktorý na výstupe 81 udržuje poruchový signál v stave poruchy, až kým nie je operátorom zrušený. Poruchovým signálom je spojený s riadením tak, aby v poruchovom stave odpojil supravodivý elektromagnet od napájania za pomoci výkonového člena a urýchlene ho demagnetizoval, aby nedošlo k zničeniu elektromagnetu.

Priemyselná využiteľnosť

Technické riešenie podľa vynálezu sa týka širokej škály použitia v oblasti supravodivých elektromagnetov väčšinou na vedecké účely, kde sa požaduje ochrana supravodivých magnetov pri strate supravodivosti, spôsobenej napríklad nedostatočným chladením alebo prúdovým preťažením.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   Obvod pre vyhodnotenie straty supravodivosti supravodivého elektromagnetu, pozostávajúci z derivačného obvodu (10) opatreného vstupom (11), spojeným cez signál požadovaného prúdu do supravodivého elektromagnetu s riadením meniča, kde výstup derivačného obvodu (10) je spojený so vstupom (12) obvodu elektrického oddelenia (20), ktorého výstup je spojený so vstupom (21) odčítavacieho obvodu 30, pričom druhý vstup (51) odčítavacieho obvodu (30) je cez signál úmerný celkovému napätiu na supravodivom elektromagnete spojený s výstupom diferenciálneho zosilňovača (50), ktorého vstup (43) je spojený s výstupom komutačného prepínača (40), ktorého jeden vstup (41) je spojený so svorkami supravodivého magnetu cez celkové napätie na elektromagnete a druhý vstup (42) je spojený s riadením cez komutačný signál, vyznačujúci sa tým, že výstup odčítavacieho obvodu (30) je spojený so vstupom (31) komparačného obvodu (60), pričom jeho ďalší vstup (71) je spojený s výstupom referenčného obvodu (70) cez referenčnú napäťovú úroveň, kde výstup komparačného obvodu (60) je spojený so vstupom (61) pamäťového obvodu (80), ktorého výstup je poruchovým signálom spojený s riadením.