JPS6018179B2

JPS6018179B2 - 整流型フラツクスポンプ装置

Info

Publication number: JPS6018179B2
Application number: JP13131979A
Authority: JP
Inventors: 実田中; 正治松田
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-10-13
Filing date: 1979-10-13
Publication date: 1985-05-09
Also published as: JPS5656139A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は整流型フラックスポンブ装置に関する。

超電導マグネットはヘリウム液化温度近傍の超低温に保
持されてコイルが抵抗零の状態にされ、永久電流がこの
コイルを流れるように構成され、最初コイルに何千アン
ペアという大電流を流さなければならない。

この充電の場合、上記のような大電流を超低温槽外部か
ら大きな導入線によってマグネットコイルに導入するこ
とは低温槽に外熱を導入することになるので、電源変圧
器を超低温糟に挿入した状態で充電を行なう場合がある
。このような手段の一つに整流型フラツクスポンブの制
御方式があり、前記変圧器の２次側巻線端に超電導スイ
ッチを挿入し、この超電導スイッチのオン、オフを適当
に制御して２次巻線の中性点に一端が接続されたマグネ
ットコイルの充電電流を累積的に増加させようとするも
のである。この発明の理解を容易にするため、前記整流
型フラックスポンプ装置を使用した従来の充電方法を第
１図並びに第２図を参照して説明する。第１図において
、変圧器１は、１次巻線２と中性点を有する２次巻線３
とを有する。これらの巻線２，３はそれぞれ超電導線で
巻かれているものとする。充電されるべきマグネットコ
イル４の一端を前記２次巻線３の中性点に接続し、２次
巻線の各端をそれぞれ超電導スイッチ５，６、電流反転
検出回路７，８を介して前記マグネットコイル４の他端
に接続する。変圧器１の１次巻線２に電圧波形制御器９
を設ける。この電圧波形制御器９は発生すべき波形をあ
らかじめプログラムしておき、それに基いて電圧を発生
するようになっている。又、電流反転検出回路７，８が
電流反転を検出すると発生する検出信号に応じて変圧器
１に印加する電圧の波形の一部を変形できるようにこの
検出信号を電圧波形制御器９に加える。超電導スイッチ
５，６は電圧波形制御器９によつて制御されるが、電流
反転検出回路７，８からの検出信号によっても一部制御
される。

今、スイッチ６をオフ、スイッチ５をオンにして１次巻
線２の端に正パルス（第２図Ａの十Ｅ，、矢印方向１０
を加えると、２次巻線３に誘起される矢印の方向１１の
電圧によってマグネットコイル４は矢印１２の方向に充
電される。

そこで、動作を説明すると、前のようにスイッチ５がオ
ン、スイッチ６がオフの状態にあるものとし、第２図点
ａにおいて十Ｅ，の電圧を変圧器ＺＩ次巻線２に印加す
る。しかるときには、２次巻線３に十Ｅ，に比例する波
形Ｂの誘起電圧＋Ｑ，が生じ、１次巻線２に波形Ｃの電
流が流れる。この誘起電圧＋Ｑ，は一定であり、したが
って波形Ｄに示されるように第１図における方向１１の
充Ｚ電電流が一定の割合で増加する。次にｂ点において
波形Ａを零にすると、１次電流（波形Ｃ）は一定値を保
持するので２次誘起電圧波形Ｂは零となり、第！図にお
けるマグネットコイル４に流れる電流も一定になる（波
形Ｄ）。

２このｂ点において第１図におけるスイッチ６をオンす
るが、このスイッチ６は超電導スイッチが使われるので
、常電導から超電導に転移するために時間（ｂ−ｃ間）
を必要とし、Ｃ点にてスイッチ６が超電導になった時点
で−Ｅ２の一次電圧を印加する（波形Ａ）。

しかるときは１次電流は期間ｃ−ｄの間（第２図Ｃ）一
定の割合で減少するが誘起電圧−Ｑ２は一定値に保たれ
る（第２図Ｂ）。この期間中に第１図における各スイッ
チ５，６は未だオンの状態にあるから方向１２とは逆の
方向１３の短絡電流が流れるので、スイッチ５を流れる
電流が零点を経過し、電流反転検出回路７の電流が反転
したとき、この検出信号を電圧波形制御器９およびスイ
ッチ５に与え、第２図におけるｄ点（波形Ａ）において
１次電圧を零にすると同時に、スイッチ５をオフにする
。このときには方向１２の充電電流は方向１４の電流と
してスイッチ６を含む回路に移行している。（ｄ−ｅ間
はスイッチ５の超電導→常電導転移時間とする。）この
スイッチ６を含む回路で、第２図におけるｅ点にて一Ｅ
，の一次印電圧を加えると方向１４の充電電流が一定の
割合で増えつづけ、マグネットコイル４に充電電流が累
積される（波形Ｄ）。

この操作をくりかえすことによってある値の電流まで到
達させることができる。しかしながら、マグネットコイ
ルに急速に充電電流を増大させなければならない場合に
、その要求によっては変圧器の１次巻線に使用する超電
導線材の臨界電流一磁界特性の関係で２次巻線に誘起さ
れる電流に限界が生じ、要求を満すことができなかった
。

本発明の目的は、上記の欠点を除去し、単位時間等りの
マグネットコイルへの充電電流を増大させることができ
る整流型フラックスポンプ装置を提供することにある。

本発明は、変圧器を２台使用して、それぞれの２次電圧
が同極性で加わるようにマグネットコイルに電圧を印加
することにより充電電流の増大を図ろうとするものであ
る。以下、本発明の代表的実施例を図面を用いて説明す
る。

本発明に係る整流型フラックスポンプ装置１１は、第３
図に示すように、第１、第２の変圧器１２，１３と、こ
れらの変圧器１２，１３のそれぞれの２次巻線ｈ４，１
５の中性点に両端がそれぞれ接続されるマグネットコイ
ル１６と、第１の変圧器１２の２次巻線１４の両端にそ
れぞれ接続される超電導スイッチ１７，１８と、これら
の超電導スイッチ１７，１８にそれぞれ直列に接続され
て、第２の変圧器１３の２次巻線１５の両端に接続され
る電流反転検出回路１９，２０と、第１、第２の変圧器
１２，１３の１次巻線２１，２２に０印加すべき電圧の
波形を制御する電圧波形制御器２３とから構成されてい
る。次に動作について第３，４図を参照しながら説明す
る。

電圧波形制御器２３から第１の変圧器１２の１５次巻線
２１に第４図に示す１次印加電圧Ａの実線の部分の電圧
を印加し、第２の変圧器１３の１次巻線２２には上記の
電圧と極性のみが異なる第４図に示す１次印加電圧Ａの
鎖線の部分の電圧を印加する。これにより、第１、第２
の変圧器１２，０１３の２次巻線１４，１５に誘起する
電圧は矢印２４，２５の方向となり、第４図の２次誘起
合成電圧Ｂに示す電圧がマグネットコイル１６に加わる
ことになる。まず、超電導スイッチ１７がオフ、超電導
スィッチ１８がオン状態のとき、電圧波形制御器２３か
ら第１の変圧器１２に第４図に示す電圧十Ｅ，、第２の
変圧器１３に電圧−Ｅ，の電圧を印加すると、それぞれ
の変圧器１２，１３の２次側は電圧＋Ｑ，，−Ｑ，を議
起し、マグネットコイル１６には電圧十２Ｑ，が印加さ
れるようになり、第３図の矢印２６方向に充電電流が流
れる。

この充電電流は第４図ａ−ｂ間に示す充電電流波形Ｄの
ように増加していくが、従来の整流型フラツクスポンプ
装置に比べて増加が倍となっている。次に第４図ｂ点に
て変圧器１２，１３に印加する電圧を零にし、同時に超
電導スイッチ１７をオンとする。第４図ｂ−ｃ間は超電
導スイッチ１７が常電導から超電導に転移する時間でこ
の間はマグネットコイル１６に流れる充電電流も一定と
なる。次に、第４図ｃ点で電圧波形制御器２３から変圧
器１２，１３にそれぞれ電圧−Ｅ２、十Ｅ２を印加する
。このとき変圧器１２，１３の２次側に発生する電圧は
−Ｑ２、十Ｑ２となり、マグネットコイル１６に印加さ
れる電圧は−２Ｑ２となり、電流の方向は矢印２６の方
向とは逆の矢印２７の方向となる。超電導スイッチ１８
に流れる電流の方向が逆転すると、電流反転検出回路２
０で検出される。この検出信号を電圧波形制御器２３お
よび超電導スイッチ１８に送り、第４図ｄ点において変
圧器１２，１３に印加する電圧を零にし、同時に超電導
スイッチ１８をオフとする。このとき、電流は矢印２８
方向に移行している。第４図ｄ−ｅ間は超電導スイッチ
１８が超電導から常電導に転移している時間である。次
に電圧波形制御器２３から変圧器１２，１３にそれぞれ
電圧一Ｅ，、十Ｅ，を印加すると、マグネットコイル１
６には篤氏−２の２が印加され矢印２８方向のマグネ
ットコイル１６の充電電流が流れて累積される。以上の
動作を繰返すことにより、マグネットコイル１６に所望
の値の電流まで到達させることができる。上述の説明で
明らかなように、変圧器２台を用いてマグネットコイル
１６に従釆の整流型フラックスポンプ装置に比べて倍の
電圧を印加するようにしてあるので、充電電流を短時間
で所望の値まで増加させることができる。

尚、放電を行う場合は、上記の逆の手順を行えばよい。
上記の説明では同じ２次誘起電圧の値を発生する２個の
変圧器を用いたが、違う値の２次誘起電圧を発生する変
圧器を用いてもかまわない。以上の説明で明らかなよう
に、本発明に係る整流型フラツクスポンプ装置を用いる
と、従来のものに比べて単位時間当り、マグネットコイ
ルに充電できる量は大幅に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の整流型フラックスポンプ装置の概略図、
第２図はその動作説明のためのタイミングチャート、第
３図は本発明に係る整流型フラックスポンプ装置の概略
図、第４図はその動作を説明するためのタイミングチャ
ートを示す。１２，１３・・・・・・変圧器、１４，１５・・・・・
・２次巻線、１６……マグネットコイル、１７，１８…
…超電導スイッチ、１９，２０・・・・・・電流反転検
出回０路、２３・・・・・・電圧波形制御器。第１図第３図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

１第１、第２の変圧器と、前記第１の変圧器の２次巻
線の中性点と前記第２の変圧器の２次巻線の中性点との
間に接続されたマグネツトコイルと、前記第１の変圧器
の２次巻線の両端にそれぞれ接続される超電導スイツチ
と、これらの超電導スイツチに直列に接続されて前記第
２の変圧器の２次巻線の両端にそれぞれ接続される電流
反転検出回路と、前記超電導スイツチのオン、オフの制
御を行い、前記第１、第２の変圧器に印加する電圧波形
の制御を行い、前記マグネツトコイルに対し、前記第１
、第２の変圧器のそれぞれの２次誘起電圧が同じ極性で
印加される制御を行う電圧波形制御器とから構成された
ことを特徴とする整流型フラツクスポンプ装置。