JPS605744A - 超電導マグネツトによるエネルギ−貯蔵装置 - Google Patents
超電導マグネツトによるエネルギ−貯蔵装置Info
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- JPS605744A JPS605744A JP58112341A JP11234183A JPS605744A JP S605744 A JPS605744 A JP S605744A JP 58112341 A JP58112341 A JP 58112341A JP 11234183 A JP11234183 A JP 11234183A JP S605744 A JPS605744 A JP S605744A
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- superconducting magnet
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- magnet
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、サイリスタ変換器を介して交流電流を直流
電流に変換して電気的エネルギーを超電導マグネットに
より貯蔵するエネルギー貯蔵装置に関する。
電流に変換して電気的エネルギーを超電導マグネットに
より貯蔵するエネルギー貯蔵装置に関する。
この種のエネルギー貯蔵装置として、従来第１図に示す
ものが知られている。第１図において、符号１は交流電
源としての電力供給線、ＴＣは電力供給線１からの交流
を昇降圧するための変圧器２とサイリスタ３とから構成
されるサイリスタ変換器、４は液体ヘリウム等を収容し
ている極低温槽Ｔ内に設けられた超電導マグネット、５
は極低温槽Ｔ内に設けられた永久電流スイッチ、６はそ
の抵抗値が常電導状態下にあるマグネット４の抵抗値よ
りも十分に小さい値を有する保岐用抵抗、７は超電導マ
グネット４が常電導に転移したときこれを閉じてエネル
ギーを速かに保護用抵抗６に回収するためのスイッチを
示す。
ものが知られている。第１図において、符号１は交流電
源としての電力供給線、ＴＣは電力供給線１からの交流
を昇降圧するための変圧器２とサイリスタ３とから構成
されるサイリスタ変換器、４は液体ヘリウム等を収容し
ている極低温槽Ｔ内に設けられた超電導マグネット、５
は極低温槽Ｔ内に設けられた永久電流スイッチ、６はそ
の抵抗値が常電導状態下にあるマグネット４の抵抗値よ
りも十分に小さい値を有する保岐用抵抗、７は超電導マ
グネット４が常電導に転移したときこれを閉じてエネル
ギーを速かに保護用抵抗６に回収するためのスイッチを
示す。
第１図に示す従来のエネルギー貯蔵装置において、′眠
気的エネルギーを貯蔵する場合には、まずサイリスタ変
換器ＴＣを順変換器として作動させることにより、交流
電流を直流電流に変侠したのち、この直流電流で超電導
マグネット４をＦｊＪＪ磁し最大許容電流値に達するま
で超電導マグネット４に電流を供給してから、機械的ス
イッチに代表される永久電流スイッチ５を閉じると、永
久電流が超電導マグネット４と永久電流スイッチ５とで
形成される閉回路内を環流し、これにより電気的エネル
ギーが貯蔵される。
気的エネルギーを貯蔵する場合には、まずサイリスタ変
換器ＴＣを順変換器として作動させることにより、交流
電流を直流電流に変侠したのち、この直流電流で超電導
マグネット４をＦｊＪＪ磁し最大許容電流値に達するま
で超電導マグネット４に電流を供給してから、機械的ス
イッチに代表される永久電流スイッチ５を閉じると、永
久電流が超電導マグネット４と永久電流スイッチ５とで
形成される閉回路内を環流し、これにより電気的エネル
ギーが貯蔵される。
超電導マグネット４に貯蔵された電気的エネルギーを外
部電力供給線１に取り出すには、サイリスク変換器ＴＣ
を逆変換器として作動させ、永久電流スイッチ５を開く
ことにより超電導マグネット４に生ずる電圧により電力
供給線１に電気的エネルギーを取り出すことができる。
部電力供給線１に取り出すには、サイリスク変換器ＴＣ
を逆変換器として作動させ、永久電流スイッチ５を開く
ことにより超電導マグネット４に生ずる電圧により電力
供給線１に電気的エネルギーを取り出すことができる。
前述したような超電導マグネットによるエネルギー貯蔵
装置において、超電導マグネット４の周囲における謡度
が局部的に上昇したり、あるいは超電導マクネット４に
おける電流や磁束密度がある値を超えたりすると、この
超電導マグネット４は短時間のうちに常電導状態に転移
してジュール熱を発生するとともにマグネット４の両端
に非富に高い電圧を発生するが、このような事態が発生
した際には、永久電流スイッチ５をすばやく開放し、ス
イッチ７を閉じて貯蔵エネルギーを保護用抵抗６へ分流
させて、この抵抗６によって貯蔵エネルギーを急速に消
費させることにより、超電導マグネット４が絶縁破壊等
を起こしたり、液体ヘリウムが急激に気化したりするこ
とを防止している。
装置において、超電導マグネット４の周囲における謡度
が局部的に上昇したり、あるいは超電導マクネット４に
おける電流や磁束密度がある値を超えたりすると、この
超電導マグネット４は短時間のうちに常電導状態に転移
してジュール熱を発生するとともにマグネット４の両端
に非富に高い電圧を発生するが、このような事態が発生
した際には、永久電流スイッチ５をすばやく開放し、ス
イッチ７を閉じて貯蔵エネルギーを保護用抵抗６へ分流
させて、この抵抗６によって貯蔵エネルギーを急速に消
費させることにより、超電導マグネット４が絶縁破壊等
を起こしたり、液体ヘリウムが急激に気化したりするこ
とを防止している。
しかしながら、このような従来のエネルギー貯蔵装置で
は、超電導マグネット４の常電導転移時に、貯蔵エネル
ギーが保護用抵抗６によりほとんど全て消費されるので
、大規模な超電導エネルギー貯蔵装置例えば揚水発電所
レベルの電力をこの装置にて貯蔵する場合、そのエネル
ギー損失は美大なものとなるほか、液体ヘリウムの消耗
も多くざらに保護用装置の大型化を招くという問題があ
った。
は、超電導マグネット４の常電導転移時に、貯蔵エネル
ギーが保護用抵抗６によりほとんど全て消費されるので
、大規模な超電導エネルギー貯蔵装置例えば揚水発電所
レベルの電力をこの装置にて貯蔵する場合、そのエネル
ギー損失は美大なものとなるほか、液体ヘリウムの消耗
も多くざらに保護用装置の大型化を招くという問題があ
った。
この発明は前述の問題点に鑑みてなされたもので、超電
導マグネットの常電導転移時において、常電導転移を超
電導マグネットの一部に留め、この超電導マグネットを
保穫するための貯蔵エネルギーの放出による損失および
極低温槽内における液体ヘリウムの気化による消耗を最
小限に抑えかつ保護用装置の小型化を図る超電導エネル
ギー貯蔵装置を提供することを目的とする。
導マグネットの常電導転移時において、常電導転移を超
電導マグネットの一部に留め、この超電導マグネットを
保穫するための貯蔵エネルギーの放出による損失および
極低温槽内における液体ヘリウムの気化による消耗を最
小限に抑えかつ保護用装置の小型化を図る超電導エネル
ギー貯蔵装置を提供することを目的とする。
この発明は、交流電源にサイリスタ変換器を介して接続
された超電導マグネットを備えたエネルギー貯蔵装置に
おいて、超電導マグネットを複数個の超電導コイルを直
列接続して構成し、各超電導コイルに保険用永久電流ス
イッチを夫々並列に接続し、更に複数個の超電導コイル
から成る超電導マグネット全体に並列にスイッチを接続
して、一部の超電導コイルに常電導転移が生じた場合に
、常電導転移の生じたコイルとそのコイルに並列接続さ
れた保険用永久電流スイッチとから成る局所閉回路およ
びその他の健全なコイルと超電導マクネット全体に並列
に設けたスイッチとから成る閉回路を形成することによ
り、超電導マグネット保獲のため貯蔵エネルギーをほと
んど外部へ放出することなく、健全な超電導コイルへ吸
収するようにするものである。
された超電導マグネットを備えたエネルギー貯蔵装置に
おいて、超電導マグネットを複数個の超電導コイルを直
列接続して構成し、各超電導コイルに保険用永久電流ス
イッチを夫々並列に接続し、更に複数個の超電導コイル
から成る超電導マグネット全体に並列にスイッチを接続
して、一部の超電導コイルに常電導転移が生じた場合に
、常電導転移の生じたコイルとそのコイルに並列接続さ
れた保険用永久電流スイッチとから成る局所閉回路およ
びその他の健全なコイルと超電導マクネット全体に並列
に設けたスイッチとから成る閉回路を形成することによ
り、超電導マグネット保獲のため貯蔵エネルギーをほと
んど外部へ放出することなく、健全な超電導コイルへ吸
収するようにするものである。
第２図はこの発明の実施例を示す電気回路図、第３図は
その作用を説明するための電流図である。
その作用を説明するための電流図である。
第１図と同一部分には同一記号を符して説明を省略する
。第２図において超電導マグネット８は例えば３個に分
割された超電導コイル８ａ、８ｂおよび８Ｃを直列接続
したものから構成されており、各コイルに対応して保険
用永久電流スイッチ９ａ。
。第２図において超電導マグネット８は例えば３個に分
割された超電導コイル８ａ、８ｂおよび８Ｃを直列接続
したものから構成されており、各コイルに対応して保険
用永久電流スイッチ９ａ。
９ｂおよび９Ｃが夫々並列に接続されている。また超電
導マグネット８と並列に永久電流スイッチ１０が接続さ
れ、前記超電導マグネット８および保峻用永久電流スイ
ッチ９ａ〜９Ｃと共に極低温槽Ｔ１内に収納されている
。さらに超電導マグネット８を保映するときにのみ開き
、サイリスタ変換器ＴＣと超電導マグネット８を切り離
すためのスイッチ１１が、超電導マグネット８とサイリ
スク変換器ＴＣとの間に直列に接続されている。
導マグネット８と並列に永久電流スイッチ１０が接続さ
れ、前記超電導マグネット８および保峻用永久電流スイ
ッチ９ａ〜９Ｃと共に極低温槽Ｔ１内に収納されている
。さらに超電導マグネット８を保映するときにのみ開き
、サイリスタ変換器ＴＣと超電導マグネット８を切り離
すためのスイッチ１１が、超電導マグネット８とサイリ
スク変換器ＴＣとの間に直列に接続されている。
このような構成において、電気的エネルギーを超電導マ
クネット８により貯蔵するには、まずサイリスタ変換器
ＴＣを順変換器として作動させることにより、電流値が
各超電導コイル８ａ 、 ８ｂ。
クネット８により貯蔵するには、まずサイリスタ変換器
ＴＣを順変換器として作動させることにより、電流値が
各超電導コイル８ａ 、 ８ｂ。
８Ｃの最大許容電流値になるまで、各コイル８ａ。
８ｂ、８Ｃに充電する。その際、各保護用永久電流スイ
ッチ９ａ、９ｂ、９ｃおよび永久電流スイッチ１０はい
ずれも開いた状態にしておく。
ッチ９ａ、９ｂ、９ｃおよび永久電流スイッチ１０はい
ずれも開いた状態にしておく。
充電が完了すると、永久電流スイッチ１０を閉じてエネ
ルギーを保持する。永久電流スイッチ１０を閉じても、
各保護用永久電流スイッチ９３〜９Ｃは開いた状態のま
まにしておく。従って、各超電導コイル８ａ〜８Ｃを流
れる電流は、永久′電流スイッチ１０と超電導マグネッ
ト８とで形成される閉回路内を環流して外部へは放出さ
れず、これにより電気的エネルギーが超電導マグネット
８に貯蔵され続けることになる。超電導マグネット８に
貯蔵された電気エネルギーを外部電力供給線１に取り出
すには、サイリスタ変換器ＴＣを逆変換器として作動さ
せ永久′電流スイッチ１０を開くことにより行うことは
第１図において説明した動作と同様である。
ルギーを保持する。永久電流スイッチ１０を閉じても、
各保護用永久電流スイッチ９３〜９Ｃは開いた状態のま
まにしておく。従って、各超電導コイル８ａ〜８Ｃを流
れる電流は、永久′電流スイッチ１０と超電導マグネッ
ト８とで形成される閉回路内を環流して外部へは放出さ
れず、これにより電気的エネルギーが超電導マグネット
８に貯蔵され続けることになる。超電導マグネット８に
貯蔵された電気エネルギーを外部電力供給線１に取り出
すには、サイリスタ変換器ＴＣを逆変換器として作動さ
せ永久′電流スイッチ１０を開くことにより行うことは
第１図において説明した動作と同様である。
次に一部の超電導コイルに常電導転移が生じた場合の動
作について第３図を参照して説明する。
作について第３図を参照して説明する。
−例として常電導転移が超電導コイル８ｂに生じたとす
ると、直ちに超電導コイル８ｂに並列接続された保設用
永久電流スイッチ９ｂを閉じると同時に永久電流スイッ
チ１０も閉じる。その除保護用永久電流スイッチ９ａお
よび９ｃは依然として開いた状態のままにしておく。こ
の一連の動作において、最後にスイッチ１１を開き超電
導マグネット８をサイリスク変換器ＴＣから切離す。こ
れにより超電導コイル８ａおよび８ｃの有する′電気エ
ネルギーは、第３図実線Ｐループで示すように、超電導
コイル８ａおよび８ｃと永久電流スイッチ１０および保
護用永久電流スイッチ９ｂとで形成される閉回路内を′
電流として環流せしめられ、これによりこれらのエネル
ギーは外部へ放出されることなく貯蔵されつづけること
ｌこなる。
ると、直ちに超電導コイル８ｂに並列接続された保設用
永久電流スイッチ９ｂを閉じると同時に永久電流スイッ
チ１０も閉じる。その除保護用永久電流スイッチ９ａお
よび９ｃは依然として開いた状態のままにしておく。こ
の一連の動作において、最後にスイッチ１１を開き超電
導マグネット８をサイリスク変換器ＴＣから切離す。こ
れにより超電導コイル８ａおよび８ｃの有する′電気エ
ネルギーは、第３図実線Ｐループで示すように、超電導
コイル８ａおよび８ｃと永久電流スイッチ１０および保
護用永久電流スイッチ９ｂとで形成される閉回路内を′
電流として環流せしめられ、これによりこれらのエネル
ギーは外部へ放出されることなく貯蔵されつづけること
ｌこなる。
一方超電導コイル８ｂの電流は第３図の破線Ｑループで
示すように局所閉回路を堀流し、それが有する貯蔵エネ
ルギーは、一部は常電導転移した部分でのジュール熱と
して消費されるが、大部分の貯蔵エネルギーは超電導コ
イル８ａおよび８ｃと８ｂとの相互インダクタンスによ
り超電導コイル８ａおよび８ｃに転送され、急速に超電
導コイル８ｂのエネルギーを減衰させることができる。
示すように局所閉回路を堀流し、それが有する貯蔵エネ
ルギーは、一部は常電導転移した部分でのジュール熱と
して消費されるが、大部分の貯蔵エネルギーは超電導コ
イル８ａおよび８ｃと８ｂとの相互インダクタンスによ
り超電導コイル８ａおよび８ｃに転送され、急速に超電
導コイル８ｂのエネルギーを減衰させることができる。
したがって超電導マグネット８の一部に常電導転移が起
きた場合に、常電導転移を他の正常な部分に伝播するこ
となしに局所に抑えることがＯｒ＃Ｉ目となり、貯蔵エ
ネルギーのごく一部だけが失われるのみで、第１図に示
す従来装置に比べてエネルギー放出による損失ならびに
極低温情内における液体ヘリウムの気化による消耗を最
小限に抑えることができる。
きた場合に、常電導転移を他の正常な部分に伝播するこ
となしに局所に抑えることがＯｒ＃Ｉ目となり、貯蔵エ
ネルギーのごく一部だけが失われるのみで、第１図に示
す従来装置に比べてエネルギー放出による損失ならびに
極低温情内における液体ヘリウムの気化による消耗を最
小限に抑えることができる。
また、常電導転移により超電導マクネット８に電圧が発
生するか、この発生電圧は十分に低くこれにより超電導
マグネット８が絶縁破壊することもない。さらにこの方
法によれば、保険用永久電流スイッチは極低温槽Ｔ１内
にあるので、各々の超電導コイル８ａ、８ｂ、８ｃから
外部常温部に特別の電流リードを設ける必要がなく、極
低温部にリード線を介して侵入する熱が存在しないため
、エネルギー貯蔵装置としての効率を低下させることが
ない。さらにまた保設用抵抗か存在しないため、その分
装置が小型化するメリットが生ずる。
生するか、この発生電圧は十分に低くこれにより超電導
マグネット８が絶縁破壊することもない。さらにこの方
法によれば、保険用永久電流スイッチは極低温槽Ｔ１内
にあるので、各々の超電導コイル８ａ、８ｂ、８ｃから
外部常温部に特別の電流リードを設ける必要がなく、極
低温部にリード線を介して侵入する熱が存在しないため
、エネルギー貯蔵装置としての効率を低下させることが
ない。さらにまた保設用抵抗か存在しないため、その分
装置が小型化するメリットが生ずる。
第４図はこの発、明の異なる実施例を示すもので、第２
図における実施例と異なる点は、第２図における永久電
流スイッチ１０を第４図においては、極低温槽′ｌ゛２
の外部に設けたスイッチ１２とした点で、エネルギー貯
蔵装置としての動作は、エネルギーの減衰の程度を除い
ては第２図の実施例と何等異るところはない。第４図の
実施例はエネルギーの出入の頻度が比較的大きい場合に
は実用的である。
図における実施例と異なる点は、第２図における永久電
流スイッチ１０を第４図においては、極低温槽′ｌ゛２
の外部に設けたスイッチ１２とした点で、エネルギー貯
蔵装置としての動作は、エネルギーの減衰の程度を除い
ては第２図の実施例と何等異るところはない。第４図の
実施例はエネルギーの出入の頻度が比較的大きい場合に
は実用的である。
以上説明した実施例では、超電導マグネット８を三つの
コイルに分割した例について説明したが、この分割数は
３に限定されるものではない。さらに多数分割すればす
る程、常電導発生時に伴なう動作による各回路に及ばず
衝撃は無視し得る程小さいものにすることができる。ま
た実施例ではサイリスク変換器ＴＣと超電導マクネット
８との間に、スイッチ１１を直列接続する例について説
明したが、このスイッチ１１は省略することもできる。
コイルに分割した例について説明したが、この分割数は
３に限定されるものではない。さらに多数分割すればす
る程、常電導発生時に伴なう動作による各回路に及ばず
衝撃は無視し得る程小さいものにすることができる。ま
た実施例ではサイリスク変換器ＴＣと超電導マクネット
８との間に、スイッチ１１を直列接続する例について説
明したが、このスイッチ１１は省略することもできる。
なぜならば、このスイッチ１１を開く代りにサイリスタ
をブロックしておけばよい。
をブロックしておけばよい。
この発明によれば、超電導マグネットを複数個の超電導
コイルを直列接続して構成し、各超電導コイルに保護用
永久電流スイッチを夫々並列に接続し、更に超電導マグ
ネットに並列にスイッチを接続して、一部の超電導コイ
ルに常電導転移が生じた場合に、常電導転移の生じたコ
イルとそのコイルに並列接続された保護用永久電流スイ
ッチとから成る局所閉回路およびその他の健全なコイル
と超電導マグネット全体に並列に設けたスイッチとから
成る閉回路を形成するようにしたので、超電導マクネッ
ト保護のための電気エネルギーの損失および極低温冷媒
である液体ヘリウムの消耗を最小限に抑えかつ保護用装
置の小型化を図る効果が得られる。
コイルを直列接続して構成し、各超電導コイルに保護用
永久電流スイッチを夫々並列に接続し、更に超電導マグ
ネットに並列にスイッチを接続して、一部の超電導コイ
ルに常電導転移が生じた場合に、常電導転移の生じたコ
イルとそのコイルに並列接続された保護用永久電流スイ
ッチとから成る局所閉回路およびその他の健全なコイル
と超電導マグネット全体に並列に設けたスイッチとから
成る閉回路を形成するようにしたので、超電導マクネッ
ト保護のための電気エネルギーの損失および極低温冷媒
である液体ヘリウムの消耗を最小限に抑えかつ保護用装
置の小型化を図る効果が得られる。
第１図は従来の超電導マグネットによるエネルギー貯蔵
装置の電気回路図、第２図はこの発明の実施例の電気回
路図、第３図は第２図の実施例の作用を説明するための
電流図、第４図はこの発明の異なる実施例の電気回路図
である。 ８・・・超電導マグネット、８ａ、８ｂ、８ｃ・・・超
電導コイル、９ａ、９ｂ、９ｃ・・・保護用永久電流ス
イッチ、１０・・永久電流スイッチ、１１．１２スイツ
チ、ＴＣ・・・サイリスタ変換器、Ｔｔ、Ｔ２２１ 口 才２図 才３凹 １／ す４図
装置の電気回路図、第２図はこの発明の実施例の電気回
路図、第３図は第２図の実施例の作用を説明するための
電流図、第４図はこの発明の異なる実施例の電気回路図
である。 ８・・・超電導マグネット、８ａ、８ｂ、８ｃ・・・超
電導コイル、９ａ、９ｂ、９ｃ・・・保護用永久電流ス
イッチ、１０・・永久電流スイッチ、１１．１２スイツ
チ、ＴＣ・・・サイリスタ変換器、Ｔｔ、Ｔ２２１ 口 才２図 才３凹 １／ す４図
Claims (1)
- １）交流電源にサイリスタ変換器を介して接続された超
電導マグネットを備えたエネルギー貯蔵装置において、
前記超電導マグネットを複数個の超電導コイルを直列接
続して構成し、該超電導コイルに保護用永久電流スイッ
チを夫々並列に接続し、更に前記超電導マグネットに並
列にスイッチを接続したことを特徴とする超電導マグネ
ットによるエネルギー貯蔵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112341A JPS605744A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 超電導マグネツトによるエネルギ−貯蔵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58112341A JPS605744A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 超電導マグネツトによるエネルギ−貯蔵装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS605744A true JPS605744A (ja) | 1985-01-12 |
| JPH0350497B2 JPH0350497B2 (ja) | 1991-08-01 |
Family
ID=14584256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58112341A Granted JPS605744A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 超電導マグネツトによるエネルギ−貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605744A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266840A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | Ｘ線走査装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5451399A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-23 | Hitachi Ltd | Energy storage method by coils |
| JPS54154989A (en) * | 1978-05-29 | 1979-12-06 | Kouenerugii Butsurigaku Kenkiy | Energy storage device via superconductive coil |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP58112341A patent/JPS605744A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5451399A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-23 | Hitachi Ltd | Energy storage method by coils |
| JPS54154989A (en) * | 1978-05-29 | 1979-12-06 | Kouenerugii Butsurigaku Kenkiy | Energy storage device via superconductive coil |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6266840A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-26 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ | Ｘ線走査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350497B2 (ja) | 1991-08-01 |
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