Сверхпроводящая магнитная система Советский патент 1982 года по МПК H01F6/00 H01L39/16 

(54) СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ МАГНИТНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к электрическим устройствам со сверхпроводящими магнитами, в том числе со стабильными магнитными полями.

Известна сверхпроводящая магнитная система, содержащая сверхпроводящий магнит, устройство питания и сверхпроводящую перемычку, позволяющую в режиме «замороженного тока получать магнитные поля высокой стабильности и отсоединять магнит от устройства питания, что умеиьщает теплоприток в область низкой температуры. Для обеспечения безопасности работы крупных сверхпроводящих магнитных систем, имеющих сверхпроводящие перемычки, в любом режиме работы (ввод и вывод тока, «замороженный ток) сверхпроводящая перемычка состоит из двух секций с раздельным управлением, причем к концам одной из секций подключено устройство питания, а к концам перемычки - щунт 1.

Однако в такой магнитной системе обеспечивается работа и защита лишь одного магнита или нескольких магнитов с одинаковым рабочим током. В случае использования нескольких магнитов необходимо либо снабдить каждый магнит собственным устройством питания, либо коммутировать ток одного устройства питания.

запитывая магниты поочередно. В обоих случаях каждый магнит нуждается в двух токовводах.

Известна также сверхпрозодящая магMHTHaji система, содержащая несколько магнитов или секции одного магнита, которые соединены последовательно между собой и с общим источником электропитания, а параллельно к каждой секции (или маг0ннту) иодсоединена управляемая сверхпроводящая перемычка 2.

В этой магнитной системе количество токовводов сведено до двух, благодаря чему уменьщен расход хладагента. Однако

5 она не имеет устройства аварийной эвакуации энергии. Далее в случае введения в схему защитных щунтов, подсоединенных, например, параллельно каждой перемычке, невозмол на быстрая эвакуаш;я энергпи из

0 магнита во время ввода (или вывода) тока, так как подключено устройство питания.

Целью изобретения является повыщение надежности сверхпроводящей магнитной системы.

5

Это достигается тем, что в предлагаемой магнитной системе каждый магнит снабжен параллельно включенным щунтом, сверхпроводящие перемычки разделены на две секции с различным в несверхпроводящем состоянии сопротивлением, причем секции

перемычки с меньшим сопротивлением соединены между собой н с источником питания последовательно.

На чертеже представлена схема описываемой сверхпроводящей магнитной системы.

Каждая обмотка магнитов 1 снабл еиа перемычкой, состоящей из секции 2 с большим сопротивлением и секции 3 с малым сопротивлением. К концам обмоток подключены шуиты 4 для поглощения энергии магнита в аварийном режиме, например линейное или нелинейное активное сопротивление. Секции перемычек с малым сопротивлением соединены между собой и через токовводы 5 и 6 с устройством 7 питания последовательно.

В ряде случаев выгодно устанавливать на токовводах 5 и 6 разъемные контакты, позволяющие прервать теплоприток по вводам. Шунты 4 могут быть расположены как в криостате (над уровнем жидкого гелия), так и вне его.

Для перевода секций перемычек в нормальное состояние имеются специальные устройства (на чертеже не показаны). Управление перемычками с большим сопротивлением осуществляется импульсно по сигналу чувствительных элементов, следящих за состоянием сверхпроводящих цепей.. Перемычки с малым сопротивлением обладают медленнодействующим управлением.

Магнитная система работает следующим образом.

При проведении тока в любой магнит 1 соответствующая секция 3 переводится в нормальное соостояние. Все остальные секции 3 перемычек находятся в сверхпроводящем состоянии. Секции 2 как при изменении тока, так и в режиме «замороженного тока находятся в сверхпроводящем состоянии. Затем увеличивают ток в устройстве питания и рассматриваемом магните до требуемого значения и связанную с ним секцию 3 перемычки переводят в сверхпроводящее состояние. Для введения тока в следующий магнит уменьшают ток в устройстве питания до нуля и повторяют указанные операции, т. е. в сверхпроводящей магнитной системе поочередно создают контуры с «замороженными токами.

По достижении номинальных токов во всех магнитах и после перевода их в «замороженного тока уменьшают ток

в устройстве 7 питания до нуля и рассоединяют при необходимости контакты токовводов 5 и 6.

В случае аварийной ситуации секции 2 5 одного или . нескольких магнитов быстро переводятся в нормальное состояние при помощи, например, нагревателей с раздельным или общим питанием. Чтобы при эвакуации энергии больщая часть ее выдели0 лась в щунтах 4, перемычки, как и в прототипе, должны обладать сопротивлениями, в десятки раз превышающими сопротивления шунтов.

Таким образом, в описываемой схеме 5 разделены пути питания и эвакуации энергии. Благодаря этому обеспечивается возможность выведения энергии из магнитов в любой момент работы как при вводе (выводе) тока, так и в стационарном режиме. 0 Кроме того, занитка нескольких магнитов осуществляется одним устройством питания через два токоввода, что снижает стоимость магнитной системы, упрощает ее эксплуатацию и уменьшает расход криоагента. 5 Положительный эффект от использования изобретения основан на достижении безопасности работы нескольких магнитов в случае их аварийного перехода в нормальное состояние. 0

Формула изобретения

Сверхпроводящая магнитная система, содержащая п последовательно соединенных сверхпроводящих магнитов, параллельно которым подключены сверхпроводящие перемычки, и источник питания, подключенный к последовательно соединенным магнитам, отличающаяся тем, что, с целью

0 повыщения надежности, каждый магнит снабжен параллельно включенным шунтом, сверхпроводящие перемычки разделены на две секции с различным в несверхпроводящем состоянии сопротивлением, причем

5 секции перемычки с меньшим сопротивлением соединены между собой и с источником питания последовательно.

Источники информации, принятые во 0 внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР № 275254, кл. Н 01 V 11/02, 1969.