Способ измерения напряжения нормальной фазы в секционированной сверхпроводящей магнитной системе Советский патент 1993 года по МПК G01R19/00 G01R33/35 

Изобретение относится к технической сверхпроводимости и может рыть использовано при организации защиты и диагностики сверхпроводящих нитных систем, в том числе обмоток тороидального поля термоядерных установок типа тскамак,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения абсолютных значений активных напряжений,

Сдацность изобретения поясняется функциональной схемой устройства для

реализации способа, а котором измерение напряжений на секциях производит относительно электрической середины обмотки, которую опрйделякзт, заранее выбирая для этого точку между секциями, имеющую наименьший потанциал.относительно аемпи. Электрическая середина обмотки и случае использования заземленного посередине защитного резистора имеет потенциал земли, что повышает безопасность измерений.

Способ заключается в следующем. Напряжение с одной секции, ближайшей к электршшской середине, балансируют по очереди с напряжениями, .снятыми с одно, двух, трех и т.д. секций 1.1-1,6, расположенных по другую сторону электрической середины, Количество таких ба;1а 1сировок равно половине числа секций в обмотке магнитной системы. Уравновешивают напряжения, снятые с одноименных групп секций, расположенных по обе стороны от электрической середины. Уравновешивание напряжений на сек- циях, ближайших к электрической середине, описано выше, поэтому здесь число балансировок равно n/2-l, где п - число секций в обмотке. CyNiMapHoe напряжение со всех секций магнитной системы балансируют с сигналом, пропорциональным скорости изменения магнитного поля обмотки с помощью датчиков скорости Такая балгшсировка одна.

Итак, число балансировок рйвно числу секций в обмотке Балансировки проводят при малых токах, когда возможное активное напряжение на секциях гшого меньше реактивного, соз- даваемого источником питания магнит- ной системы,и им можно пренебречь. Критерием балансировки служит минимизация результата уравновешивания напряжений, используемых для этого каждый раз. Сформированные таким образом напряжения позволяют определить активные напряжения на каждой секции магнитной системы при заведении в нее тока. Действительно, сформированные указанным способом напряжения, измеренные уже при рабочих токах, могут быть 1;редставлены в правые части системы независимых уравнений, число которых равно количеству секций в магнитной системе. Первый из указанных тип балансировки приводит к напряжению вида

А L,Ji - А, (си,, - и,, +;.UJ

-а

dl

ln

1

где и

пп

, и - активные напряжения

Птч

на правых и левых секциях относительно середины;

индуктивности указанных

секций; I - ток;

Af, ----- f- - коэффициент компенса- ij LJ 1Г1 tin ции;

п - число секций в половине обмотки.

Число таких напряжений равно половине количества секций. Видно, что в сбалансированном виде приведенное напряжение отражает разность только активных напряжений, рассматриваемой группы секций одной половины о бмотки по отношению к одной секции в другой половине.

Второй вид балансировок дает на- пряжение типа

dl

(и,л+ ...и„л) + а,.+ ь„.)зг 1п TA- dt

dl,

-Bn(U,,;b ... -. a,4.,..L)2ij.

-Uin,i,

э„ D L ТА + . . .Ьпл Здесь В - ih

Эта группа напряжений отражает в сбалансированном виде разность активных напряжений в симметрично расположенных группах секций относительно электрической середины обмотки и может быть использована для их сравнения.

Наконец третий тип балансировки это результат уравновешивания суммарного напряжения на всех секциях об- мотки с сигналом, пропорциональным скорости изменения поля магнитной системы

dl.

(и, + 1и,) - св.и

dt

гп

и показывает поведение суммарной ре- зистивности обмоткис

Полученная система

A|Jin и,

UiV- AVcu + ::.ur) и„

( + PIA ) - Bi(U,n+ ) Un+

(и;,; + ...и, EH.,(U.; + ... ч,п

Uin-,

( +...UiA) + (Uin + ...U)-CB может быть решена относительно (U -и)| традиционными методами математического анализа. В результате решения получены величины активных напряжений на каждой секции обмотки. Можно утверждать, что данная система имеет единственное решение.

Магнитная система состоит из шести секций ..6, в каждой из которых . необходимо измерять малые напряжения.

предшествугацие распространению нормальной фазы. Видно, что организовано шесть измерительных каналов 2-7, причем каналы 2-6 разностные и независимые (так как ни оди н из них не может быть получен путем суммирования двух других), а шестой канал 7 - использует внешний источник 8 компенсирующего напряжения, основанный на поясе Роговского (ПР), включенном в силовую цепь обмотки.

При заведении тока в обмотку магнита побтроенные мостовые cxeмь измерителей компенсируют реактивное напряжение и вьщают напряжения, которые записываются в систему разностных уравнений.

Формула изобретения

Способ измерения напряжения нор-

малыюй фазы в секционированной

сверхпроводящей магнитной системе, включающий измерение полных напря- жений на секциях и их попарное уравновешивание, о Т Л и ч а ю щ и и - с я , что, с целью расширения функциональных возмож 1остей путем измерения абсолютных: значений актив- ных напряжений, измеряют напряжения на секциях, ближайших к заданной электрической середине обмотки, а также группах из двух, трех и т.д. до кон

1595210

(UriA

jn-f

ца секций по обе стороны от середины, при этом напряжение на одной из секций ближайшей к электрической сере- дине обмотки, уравновешивают при малых токах последовательно с напря- жeния fи,измеренными на. указанных группах секций обмотки по другую сторону электрической середины обмотки,

уравновешивают также напряжения па одноименных группах секций в обоих половинах обмотки, измеряют суммарное напряжение на всех секциях и уравновешивают его с сигналом, пропорциональным скорости изменения магнитного поля обмотки, а напряжения нормальной фазы на секциях определяют из выражений

У,1Л .А/ -Uin Ui

, и,д - AH( ...и„„) и„

иг. t. RfA).7 В,Су,,-(- UiJ и

. , .- .. г , . {Т л . дп . , п-и

+ ...и„ ) - в., (и;, +,..iu

,

+ ...и,)+(и,...и„„)-св и,.

ih

и „ - полные напряжения,

измеренные на секциях в левых и правых половинах обмотки при рабочем токе;

i 5 С - коэффициенты i o meнca ции, необходимые для балансировки; - измеряемые результаты балансировок.

Изобретение относится к технической сверхпроводимости и может быть использонано при организации .защиты и диагностики сверхпроводящих магнитных систем,. Цель изобретения - расширение функциональных воаможностей путем изменения абсолютных значений активных напряжений- достигается измерением напряжения на секциях ближайших к заданной электрической середине овмотки, А также группах из двух, трех н т.д. до конца секций по обе стороны оТ середины, при этом напряжение на одной из секций ближайшей к электрической середине обмотки уравнорешивагот при мальк токах последовательно с напряжениями, измеренными на указанных группах секций обмотки по другу1о сторону электрической середины обмотки. Уравновешивают также напряжения н.а одноименнь Х группах секций в обеих половинах обмотки, измеряют суммарное напряженке на всех секциях н уравновешивают его с си1 налом, про-, порциональным скорости измерения магнитного .поля обмотки, а напряже- ние нормальной фазы на секц; Г1Х .определяют из математических гьфаже- ний, приреденных в описании изобретения. Устройство для реализации способа содержит секции 1,1-1,6, измерительные каналы 2-7, внешний источник 8 компенсирующего напряжения. 1 ил. (Л СП