JPH0586047B2 - - Google Patents
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- JPH0586047B2 JPH0586047B2 JP1206715A JP20671589A JPH0586047B2 JP H0586047 B2 JPH0586047 B2 JP H0586047B2 JP 1206715 A JP1206715 A JP 1206715A JP 20671589 A JP20671589 A JP 20671589A JP H0586047 B2 JPH0586047 B2 JP H0586047B2
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- superconductor
- superconducting
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Landscapes
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、たとえば浮上式鉄道用の超電導磁石
装置のごとく、永久電流スイツチを取りつけた超
電導コイルに電源装置を接続して、励磁または消
磁を行う超電導磁石装置に関するものである。 〔従来の技術〕 永久電流スイツチを取りつけた超電導コイルに
電源装置を接続して、励磁および消磁を行う従来
の超電導磁石装置の代表的な回路を第２図に示
す。超電導コイル５と永久電流スイツチ３は超電
導磁石６に収納され、液体ヘリウム等の寒剤に浸
漬される。永久電流スイツチの超電導体４は、超
電導線を自己インダクタンスができるだけ小さく
なるように巻回したものが一般的であり、超電導
コイルに比べると永久電流スイツチの自己インダ
クタンスは極めて小さい。永久電流スイツチの開
閉動作は、永久電流スイツチ３の超電導体４に近
接して取りつけたヒータ１０による加熱で、超電
導体４が超電導状態（抵抗ゼロの状態）から常電
導状態（有限抵抗の状態）に切り替わることを開
動作、ヒータ１０による加熱を止め寒剤による冷
却で超電導体４が常電導状態から超電導状態に切
り替わることを閉動作とするものである。 超電導コイル５を励磁するときの操作は、つぎ
のようである。まず永久電流スイツチ３の超電導
体４をヒータ１０で加熱して開状態にし、励磁消
磁用電流源７から電流を出力し、超電導コイル５
に通電する。超電導コイル５の電流を所望の大き
さで一定とし、ヒータ加熱を停止して永久電流ス
イツチ３を閉状態に切り替える。すると、励磁消
磁用電流源７からの電流供給を減少させてゼロに
しても、超電導コイル５の電流がすべて永久電流
スイツチ３を経由して流れるいわゆる永久電流モ
ードの状態になる。超電導コイル５を消磁すると
きは、まつたく逆の手順となる。 なお、永久電流スイツチ３のヒータ１０には、
電流供給用のリード線１１を接続し、超電導磁石
６の外部に引き出して、ヒータ加熱用電源１２に
接続する。 〔発明が解決しようとする課題〕 ヒータ電流供給用のリード線１１は、永久電流
スイツチ３を取り付けている極低温部への熱侵入
量を小さくするため、できるだけ細いものが使用
される。このリード線１１は、超電導磁石６の冷
却昇温といつた運用において、熱収縮膨張を繰り
返すとともに、予冷時には冷却用寒剤が蒸発する
ときの高速ガス流にさらされる。また、超電導磁
気浮上式鉄道用超電導磁石のように移動体に搭載
する場合は、振動もリード線１１に加わる。リー
ド線１１は、このような環境の中に設置されるた
め、たびたび断線し永久電流スイツチ３の開動作
が不能となり、超電導コイル５の励磁または消磁
ができなくなるという問題点がある。また、超電
導磁石６の内部のリード線１１は、溶接密封され
ているため、断線したときの修理が非常に困難で
ある。 〔課題を解決するための手段〕 前記課題を解決するため、本発明は永久電流ス
イツチに加熱用のヒータを取り付けることを止
め、そのかわり、永久電流スイツチの超電導体に
瞬間電圧を加えること、および開状態を長時間維
持するためにパルス電圧または交流電圧を永久電
流スイツチの超電導体に加えることを提案するも
のである。 〔作用〕 閉状態にある永久電流スイツチの超電導体に瞬
間電圧を加えると、永久電流スイツチの自己イン
ダクタンスは非常に小さいので、電圧が加わるの
とほとんど同時に電流が臨界電流に達し、超電導
体が常電導転移して抵抗状態となる。すなわち永
久電流スイツチが開状態に切り替わる。さらに、
永久電流スイツチの超電導体自身に発生した抵抗
に電圧が加わり、ジユール熱が発生して永久電流
スイツチが加熱される。この加熱は短時間である
が、極低温においては永久電流スイツチの比熱が
小さいので、その超電導体の温度は容易に臨界温
度以上となる。従つて、瞬間電圧がゼロになつた
後も、永久電流スイツチの超電導体が周囲の寒剤
により臨界温度以下に冷却されるまで、永久電流
スイツチは開状態のままとなつている。 永久電流スイツチの開状態を長時間維持するた
めには、永久電流スイツチの超電導体にパルス状
の電圧または交流電圧を加える。すると、開状態
の超電導体自身の抵抗でジユール熱が生じ、永久
電流スイツチを臨界温度以上に保つことができ、
開状態が維持される。 なお、超電導コイルが永久電流スイツチと並列
接続されているが、超電導コイルは自己インダク
タンスが大きいので、永久電流スイツチに加える
瞬間電圧、パルス電圧、または交流電圧の時間に
対する変化率を大きくすることにより、超電導コ
イルへの分流を十分小さくできる。 〔実施例〕 本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図は、本発明の１実施例を示す回路図であ
る。永久電流スイツチ３には、ヒータを取りつけ
ていない。また、たとえば浮上式鉄道の車両に搭
載するものでは、超電導コイルの自己インダクタ
ンス２〜5H程度であるので対し、永久電流スイ
ツチのそれはできるだけ小さくなるように巻回す
るので数μH程度である。第１図の実施例におけ
る超電導コイルと永久電流スイツチの自己インダ
クタンスおよびその他の基本緒元は、第１表のと
おりである。
装置のごとく、永久電流スイツチを取りつけた超
電導コイルに電源装置を接続して、励磁または消
磁を行う超電導磁石装置に関するものである。 〔従来の技術〕 永久電流スイツチを取りつけた超電導コイルに
電源装置を接続して、励磁および消磁を行う従来
の超電導磁石装置の代表的な回路を第２図に示
す。超電導コイル５と永久電流スイツチ３は超電
導磁石６に収納され、液体ヘリウム等の寒剤に浸
漬される。永久電流スイツチの超電導体４は、超
電導線を自己インダクタンスができるだけ小さく
なるように巻回したものが一般的であり、超電導
コイルに比べると永久電流スイツチの自己インダ
クタンスは極めて小さい。永久電流スイツチの開
閉動作は、永久電流スイツチ３の超電導体４に近
接して取りつけたヒータ１０による加熱で、超電
導体４が超電導状態（抵抗ゼロの状態）から常電
導状態（有限抵抗の状態）に切り替わることを開
動作、ヒータ１０による加熱を止め寒剤による冷
却で超電導体４が常電導状態から超電導状態に切
り替わることを閉動作とするものである。 超電導コイル５を励磁するときの操作は、つぎ
のようである。まず永久電流スイツチ３の超電導
体４をヒータ１０で加熱して開状態にし、励磁消
磁用電流源７から電流を出力し、超電導コイル５
に通電する。超電導コイル５の電流を所望の大き
さで一定とし、ヒータ加熱を停止して永久電流ス
イツチ３を閉状態に切り替える。すると、励磁消
磁用電流源７からの電流供給を減少させてゼロに
しても、超電導コイル５の電流がすべて永久電流
スイツチ３を経由して流れるいわゆる永久電流モ
ードの状態になる。超電導コイル５を消磁すると
きは、まつたく逆の手順となる。 なお、永久電流スイツチ３のヒータ１０には、
電流供給用のリード線１１を接続し、超電導磁石
６の外部に引き出して、ヒータ加熱用電源１２に
接続する。 〔発明が解決しようとする課題〕 ヒータ電流供給用のリード線１１は、永久電流
スイツチ３を取り付けている極低温部への熱侵入
量を小さくするため、できるだけ細いものが使用
される。このリード線１１は、超電導磁石６の冷
却昇温といつた運用において、熱収縮膨張を繰り
返すとともに、予冷時には冷却用寒剤が蒸発する
ときの高速ガス流にさらされる。また、超電導磁
気浮上式鉄道用超電導磁石のように移動体に搭載
する場合は、振動もリード線１１に加わる。リー
ド線１１は、このような環境の中に設置されるた
め、たびたび断線し永久電流スイツチ３の開動作
が不能となり、超電導コイル５の励磁または消磁
ができなくなるという問題点がある。また、超電
導磁石６の内部のリード線１１は、溶接密封され
ているため、断線したときの修理が非常に困難で
ある。 〔課題を解決するための手段〕 前記課題を解決するため、本発明は永久電流ス
イツチに加熱用のヒータを取り付けることを止
め、そのかわり、永久電流スイツチの超電導体に
瞬間電圧を加えること、および開状態を長時間維
持するためにパルス電圧または交流電圧を永久電
流スイツチの超電導体に加えることを提案するも
のである。 〔作用〕 閉状態にある永久電流スイツチの超電導体に瞬
間電圧を加えると、永久電流スイツチの自己イン
ダクタンスは非常に小さいので、電圧が加わるの
とほとんど同時に電流が臨界電流に達し、超電導
体が常電導転移して抵抗状態となる。すなわち永
久電流スイツチが開状態に切り替わる。さらに、
永久電流スイツチの超電導体自身に発生した抵抗
に電圧が加わり、ジユール熱が発生して永久電流
スイツチが加熱される。この加熱は短時間である
が、極低温においては永久電流スイツチの比熱が
小さいので、その超電導体の温度は容易に臨界温
度以上となる。従つて、瞬間電圧がゼロになつた
後も、永久電流スイツチの超電導体が周囲の寒剤
により臨界温度以下に冷却されるまで、永久電流
スイツチは開状態のままとなつている。 永久電流スイツチの開状態を長時間維持するた
めには、永久電流スイツチの超電導体にパルス状
の電圧または交流電圧を加える。すると、開状態
の超電導体自身の抵抗でジユール熱が生じ、永久
電流スイツチを臨界温度以上に保つことができ、
開状態が維持される。 なお、超電導コイルが永久電流スイツチと並列
接続されているが、超電導コイルは自己インダク
タンスが大きいので、永久電流スイツチに加える
瞬間電圧、パルス電圧、または交流電圧の時間に
対する変化率を大きくすることにより、超電導コ
イルへの分流を十分小さくできる。 〔実施例〕 本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 第１図は、本発明の１実施例を示す回路図であ
る。永久電流スイツチ３には、ヒータを取りつけ
ていない。また、たとえば浮上式鉄道の車両に搭
載するものでは、超電導コイルの自己インダクタ
ンス２〜5H程度であるので対し、永久電流スイ
ツチのそれはできるだけ小さくなるように巻回す
るので数μH程度である。第１図の実施例におけ
る超電導コイルと永久電流スイツチの自己インダ
クタンスおよびその他の基本緒元は、第１表のと
おりである。
本発明による超電導磁石装置は前記実施例で説
明したように、永久電流スイツチの開動作用ヒー
タを取りつけていない。従つて、ヒータへの電流
供給用のリード線もないので、その断線という故
障を完全に除去できる。また、開切り替え用電源
および開維持用電源は、いずれも超電導磁石の外
にあり、これらが万一故障しても、交換または修
理が容易である。
明したように、永久電流スイツチの開動作用ヒー
タを取りつけていない。従つて、ヒータへの電流
供給用のリード線もないので、その断線という故
障を完全に除去できる。また、開切り替え用電源
および開維持用電源は、いずれも超電導磁石の外
にあり、これらが万一故障しても、交換または修
理が容易である。
第１図は本発明による超電導磁石装置の１実施
例を示す図、第２図は従来の超電導磁石装置を示
す図である。 １……開切り替え用電源、２……開維持用電
源、３……永久電流スイツチ、４……永久電流ス
イツチの超電導体、５……超電導コイル、６……
超電導磁石、７……励磁消磁用電流源、８……リ
アクトル、９……コンデンサ、１０……ヒータ、
１１……リード線、１２……ヒータ加熱用電源、
S1，S2……スイツチ。
例を示す図、第２図は従来の超電導磁石装置を示
す図である。 １……開切り替え用電源、２……開維持用電
源、３……永久電流スイツチ、４……永久電流ス
イツチの超電導体、５……超電導コイル、６……
超電導磁石、７……励磁消磁用電流源、８……リ
アクトル、９……コンデンサ、１０……ヒータ、
１１……リード線、１２……ヒータ加熱用電源、
S1，S2……スイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超電導磁石を構成する超電導コイルの両端
に、超電導体の常電導状態と超電導状態との間の
転移を開閉動作とする永久電流スイツチと励磁消
磁用電流源を接続して励磁または消磁を行う超電
導磁石装置において、 前記永久電流スイツチの超電導体に瞬間電圧を
印加する開切替え用電源を具備し、前記永久電流
スイツチの開動作を行うことを特徴とする超電導
磁石装置。 ２ 前記永久電流スイツチの開状態を維持するた
めに、該永久電流スイツチの超電導体にパルス電
圧を印加する開維持用電源を具備する特許請求の
範囲第１項記載の超電導磁石装置。 ３ 前記永久電流スイツチの開状態を維持するた
めに、該永久電流スイツチの超電導体に交流電圧
を印加する開維持用電源を具備する特許請求の範
囲第１項記載の超電導磁石装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206715A JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1206715A JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371606A JPH0371606A (ja) | 1991-03-27 |
| JPH0586047B2 true JPH0586047B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=16527912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206715A Granted JPH0371606A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | 超電導磁石装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0371606A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4794088B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2011-10-12 | 日本信号株式会社 | 料金精算装置 |
| US10121955B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-11-06 | Hitachi, Ltd. | Superconducting magnet, MRI, and NMR |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP1206715A patent/JPH0371606A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0371606A (ja) | 1991-03-27 |
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