JPS62176Y2 - - Google Patents
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- JPS62176Y2 JPS62176Y2 JP13711981U JP13711981U JPS62176Y2 JP S62176 Y2 JPS62176 Y2 JP S62176Y2 JP 13711981 U JP13711981 U JP 13711981U JP 13711981 U JP13711981 U JP 13711981U JP S62176 Y2 JPS62176 Y2 JP S62176Y2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 description 1
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Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は超電導コイルのクエンチ検出装置に関
するものである。
するものである。
超電導コイルにはクエンチと言われる事故があ
る。これは通電時に超電導コイルの微小部分が何
らかの原因で超電導から常電導に転移し、その部
分にジユール損失が発生して発熱する現象であ
る。この発熱が超電導コイルの冷却材、例えば液
体ヘリウムの冷却能力より大きいと、常電導部分
の温度が上昇し、その結果超電導特性が破壊さ
れ、常電導部分が拡大し、ついには超電導コイル
全体が常電導化し、コイル全体の破壊を招く。
る。これは通電時に超電導コイルの微小部分が何
らかの原因で超電導から常電導に転移し、その部
分にジユール損失が発生して発熱する現象であ
る。この発熱が超電導コイルの冷却材、例えば液
体ヘリウムの冷却能力より大きいと、常電導部分
の温度が上昇し、その結果超電導特性が破壊さ
れ、常電導部分が拡大し、ついには超電導コイル
全体が常電導化し、コイル全体の破壊を招く。
このためクエンチ検出装置が設けられ、常電導
が生じた時に現れる異常電圧を検出して、これに
より電源しや断器をトリツプさせる。このとき、
超電導コイルに蓄えられたエネルギは保護抵抗回
路で消費され、超電導コイルの温度上昇を抑制し
ている。
が生じた時に現れる異常電圧を検出して、これに
より電源しや断器をトリツプさせる。このとき、
超電導コイルに蓄えられたエネルギは保護抵抗回
路で消費され、超電導コイルの温度上昇を抑制し
ている。
第１図は検出回路一般的な構成を示し、超電導
コイル５に励磁用交流電源１と整流器２（安定化
回路を含む）と直流しや断器３を通して、直流電
流が供給される。
コイル５に励磁用交流電源１と整流器２（安定化
回路を含む）と直流しや断器３を通して、直流電
流が供給される。
超電導コイル５にクエンチ事故が発生すると、
クエンチ検出器６でこれを検出し、その出力接点
６ａにより第４図に示すように直流しや断器３の
トリツプコイルを励磁して直流しや断器３を引き
はずし、超電導コイル内に蓄積されたエネルギを
保護抵抗４でジユール熱として消費し、電流を減
少させて超電導コイル５の温度上昇を軽減させ
る。
クエンチ検出器６でこれを検出し、その出力接点
６ａにより第４図に示すように直流しや断器３の
トリツプコイルを励磁して直流しや断器３を引き
はずし、超電導コイル内に蓄積されたエネルギを
保護抵抗４でジユール熱として消費し、電流を減
少させて超電導コイル５の温度上昇を軽減させ
る。
ここで前記クエンチ検出装置の原理を第２図を
参照して説明する。先づ超電導コイル５の両端の
電圧信号をクエンチ検出器６に入力し、超電導コ
イル５のＡ部、Ｂ部とポテンシヨメータ７とでブ
リツジ回路を構成する。また前記電圧信号を絶縁
するために絶縁増幅器８が設けられている。超電
導コイル５が正常な時に電圧コンパレータ９に入
力される信号が０になるようにポテンシヨメータ
７を予め調整しておく。
参照して説明する。先づ超電導コイル５の両端の
電圧信号をクエンチ検出器６に入力し、超電導コ
イル５のＡ部、Ｂ部とポテンシヨメータ７とでブ
リツジ回路を構成する。また前記電圧信号を絶縁
するために絶縁増幅器８が設けられている。超電
導コイル５が正常な時に電圧コンパレータ９に入
力される信号が０になるようにポテンシヨメータ
７を予め調整しておく。
超電導コイル５が正常なときはＡ部、Ｂ部の純
抵抗は零であるが、超電導コイル５の一部にクエ
ンチ事故が発生すると、その部分に純抵抗分Ｒが
発生し、その純抵抗分Ｒによつてブリツジ回路は
不平衡状態となり、差電圧信号が電圧コンパレー
タ９に入力される。なお、この純抵抗Ｒの大きさ
はクエンチ事故の程度により様々な値になり、一
定値ではない。
抵抗は零であるが、超電導コイル５の一部にクエ
ンチ事故が発生すると、その部分に純抵抗分Ｒが
発生し、その純抵抗分Ｒによつてブリツジ回路は
不平衡状態となり、差電圧信号が電圧コンパレー
タ９に入力される。なお、この純抵抗Ｒの大きさ
はクエンチ事故の程度により様々な値になり、一
定値ではない。
電圧コンパレータ９は電圧信号があるレベル以
上で動作するが、電圧コンパレータ９のみでクエ
ンチ事故を検出させると超電導コイル５とクエン
チ検出器６とが電気的に絶縁されていないことに
よつて生ずる雑音も検出する可能性があり、両者
の区別が困難となる。
上で動作するが、電圧コンパレータ９のみでクエ
ンチ事故を検出させると超電導コイル５とクエン
チ検出器６とが電気的に絶縁されていないことに
よつて生ずる雑音も検出する可能性があり、両者
の区別が困難となる。
このため電圧コンパレータ９と直列にタイマ１
０を接続し、電圧信号が、あるレベル以上の状態
を設定時間以上継続したときクエンチ事故として
検出し接点６ａを閉じている。
０を接続し、電圧信号が、あるレベル以上の状態
を設定時間以上継続したときクエンチ事故として
検出し接点６ａを閉じている。
上記従来のクエンチ検出装置においては、第３
図に示す電流掃引状態（UP，HOLD，FLAT−
TOP，DOWN）の何れに対しても同じ感度でク
エンチ事故を検出しているが、この方法では超電
導コイル５が励磁中（UP）または減磁中
（DOWN）に精度よくクエンチ事故を検出するこ
とが難しい。
図に示す電流掃引状態（UP，HOLD，FLAT−
TOP，DOWN）の何れに対しても同じ感度でク
エンチ事故を検出しているが、この方法では超電
導コイル５が励磁中（UP）または減磁中
（DOWN）に精度よくクエンチ事故を検出するこ
とが難しい。
その理由は、超電導コイル５が励磁中または減
磁中、ブリツジ回路は抵抗の不平衡電圧（R1−
R2）ｉおよび電流掃引よるインダクタンスの不
平衡電圧（L1−L2）ｄｉ／ｄｔの合成された電圧を検出
す るからである。ここで、R1，R2は超電導コイル
５のＡ部、Ｂ部に夫々発生したクエンチ事故によ
つて現われた純抵抗分であり、前述したようにそ
の値は一定ではなく様々な値になる。
磁中、ブリツジ回路は抵抗の不平衡電圧（R1−
R2）ｉおよび電流掃引よるインダクタンスの不
平衡電圧（L1−L2）ｄｉ／ｄｔの合成された電圧を検出
す るからである。ここで、R1，R2は超電導コイル
５のＡ部、Ｂ部に夫々発生したクエンチ事故によ
つて現われた純抵抗分であり、前述したようにそ
の値は一定ではなく様々な値になる。
すなわちクエンチ検出器６の検出電圧V1は下
式で示される。
式で示される。
V1＝（R1−R2）ｉ＋（L1−L2）ｄｉ／ｄｔ …(1)
本考案は超電導コイルが励磁中（UP）や減磁
中（DOWN）においても、超電導コイルの誘起
電圧の不平衡電圧分（L1−L2）ｄｉ／ｄｔを打消して純
抵 抗電圧降下のみを検出してクエンチ事故を確実に
検出することのできる合理的な超電導コイルのク
エンチ検出装置を提供することを目的とする。
中（DOWN）においても、超電導コイルの誘起
電圧の不平衡電圧分（L1−L2）ｄｉ／ｄｔを打消して純
抵 抗電圧降下のみを検出してクエンチ事故を確実に
検出することのできる合理的な超電導コイルのク
エンチ検出装置を提供することを目的とする。
本考案の一実施例を第５図に示す。
第５図において１１は通電電流が小さい時に使
用する増幅器、１２は通電電流のレベル検出用電
流コンパレータ、１３は電流掃引速度（di／dt）
検出回路、１４は超電導コイル５の誘起電圧の不
平衡電圧V2＝（L1−L2）ｄｉ／ｄｔを算出する乗算回路
、 １５は超電導コイルの電流検出器、１６はV1−
V2を演算する演算回路であり、他は第２図と同
じである。
用する増幅器、１２は通電電流のレベル検出用電
流コンパレータ、１３は電流掃引速度（di／dt）
検出回路、１４は超電導コイル５の誘起電圧の不
平衡電圧V2＝（L1−L2）ｄｉ／ｄｔを算出する乗算回路
、 １５は超電導コイルの電流検出器、１６はV1−
V2を演算する演算回路であり、他は第２図と同
じである。
第５図において、超電導コイル５が励磁中
（UP）または減磁中（DOWN）にクエンチ事故
を生ずると、純抵抗電圧による不平衡電圧（R1
−R2）ｉは演算回路１６においてクエンチ検出
器６の検出電圧V1より超電導コイル５の誘起電
圧の不平衡電圧分V2を差引いた差電圧V1−V2と
して求めることができる。
（UP）または減磁中（DOWN）にクエンチ事故
を生ずると、純抵抗電圧による不平衡電圧（R1
−R2）ｉは演算回路１６においてクエンチ検出
器６の検出電圧V1より超電導コイル５の誘起電
圧の不平衡電圧分V2を差引いた差電圧V1−V2と
して求めることができる。
誘起電圧の不平衡電圧分V2は検出回路１３で
電流掃引速度（ｄｉ／ｄｔ）を検出し、乗算回路１４で
予 め読み込まれている値（L1−L2）との乗算を行な
うことによつて求まる。
電流掃引速度（ｄｉ／ｄｔ）を検出し、乗算回路１４で
予 め読み込まれている値（L1−L2）との乗算を行な
うことによつて求まる。
次に第６図に示す代表的な電流掃引パターンを
参照して第５図の動作を説明する。
参照して第５図の動作を説明する。
UP動作時通電電流値が設定レベルIoに達して
いない場合は、電流コンパレータ１２が動作して
接点１２ａが閉路し、増幅器１１に、超電導コイ
ル５の純抵抗電圧降下（V1−V2）が入力され電圧
コンパレータ９とタイマ１０を介して設定電圧以
上が設定時間以上継続した場合接点６ａを閉じて
接点信号を出力する。
いない場合は、電流コンパレータ１２が動作して
接点１２ａが閉路し、増幅器１１に、超電導コイ
ル５の純抵抗電圧降下（V1−V2）が入力され電圧
コンパレータ９とタイマ１０を介して設定電圧以
上が設定時間以上継続した場合接点６ａを閉じて
接点信号を出力する。
次にUP動作時に、通電電流値が設定レベルIo
を越えると電流コンパレータ１２は不動作となつ
て、接点１２ｂが閉路し、補償された純抵抗電圧
降下（V1−V2）が増幅器１１を介さずに直に電圧
コンパレータ９とタイマ１０に入力されこれが設
定電圧以上でかつ設定時間以上継続した場合、接
点信号６ａが出力される。
を越えると電流コンパレータ１２は不動作となつ
て、接点１２ｂが閉路し、補償された純抵抗電圧
降下（V1−V2）が増幅器１１を介さずに直に電圧
コンパレータ９とタイマ１０に入力されこれが設
定電圧以上でかつ設定時間以上継続した場合、接
点信号６ａが出力される。
HOLD及びFLAT−TOP（フラツトトツプ）時
は、電流掃引速度（ｄｉ／ｄｔ）は０であり、且つ通電
電 流値が設定レベルI0以上であるため電圧コンパレ
ータ１２は不動作となり接点１２ｂが閉路し電圧
コンパレータ９とタイマ１０には純抵抗電圧降下
（V1−V2）が入力され、これが設定電圧以上で且
つ設定時間以上継続したとき接点信号６ａが出力
される。
は、電流掃引速度（ｄｉ／ｄｔ）は０であり、且つ通電
電 流値が設定レベルI0以上であるため電圧コンパレ
ータ１２は不動作となり接点１２ｂが閉路し電圧
コンパレータ９とタイマ１０には純抵抗電圧降下
（V1−V2）が入力され、これが設定電圧以上で且
つ設定時間以上継続したとき接点信号６ａが出力
される。
DOWN動作時、通電々流値が設定レベルI0以上
の場合、電流コンパレータ１２は不動作となつて
接点１２ｂが閉路し、電圧コンパレータ９とタイ
マ１０には超電導コイル５の純抵抗電圧降下
（V1−V2）が入力され、これがコンパレータ９の
設定電圧以上で且つタイマ１０の設定時間以上継
続したとき接点信号６ａが出力される。
の場合、電流コンパレータ１２は不動作となつて
接点１２ｂが閉路し、電圧コンパレータ９とタイ
マ１０には超電導コイル５の純抵抗電圧降下
（V1−V2）が入力され、これがコンパレータ９の
設定電圧以上で且つタイマ１０の設定時間以上継
続したとき接点信号６ａが出力される。
次にDOWN動作時、通電電流値が設定レベルI0
以下の場合は、電流コンパレータ１２が動作して
接点１２ａが閉路し、超電導コイル５の純抵抗電
圧降下（R1−R2）ｉが増幅器１１に入力され、
増幅された信号が電圧コンパレータ９とタイマ１
０に入力され、これが設定電圧以上で且つ、設定
時間以上継続したとき接点信号６ａを出力する。
以下の場合は、電流コンパレータ１２が動作して
接点１２ａが閉路し、超電導コイル５の純抵抗電
圧降下（R1−R2）ｉが増幅器１１に入力され、
増幅された信号が電圧コンパレータ９とタイマ１
０に入力され、これが設定電圧以上で且つ、設定
時間以上継続したとき接点信号６ａを出力する。
以上説明したように本考案によれば超電導コイ
ルが励磁中や減磁中でも超電導コイル５の誘起電
圧の不平衡電圧分を打消して純抵抗電圧降下の不
平衡電圧分のみを検出するので、クエンチ事故を
精度よく確実に検出することができる。なお通電
電流が小さい時に、純抵抗電圧降下を増幅するよ
うにすれば検出精度を上げてクエンチ事故を検出
することができ、システム全体の安定性を向上
し、且つ超電導コイルの長寿命化を得ることがで
きる。
ルが励磁中や減磁中でも超電導コイル５の誘起電
圧の不平衡電圧分を打消して純抵抗電圧降下の不
平衡電圧分のみを検出するので、クエンチ事故を
精度よく確実に検出することができる。なお通電
電流が小さい時に、純抵抗電圧降下を増幅するよ
うにすれば検出精度を上げてクエンチ事故を検出
することができ、システム全体の安定性を向上
し、且つ超電導コイルの長寿命化を得ることがで
きる。
第１図は検出回路の全体構成を示す図、第２図
は従来の検出器の回路図、第３図は代表的な電流
掃引パターンを示す図、第４図は直流しや断器の
操作回路図、第５図は本考案の一実施例を示す回
路図、第６図は本考案における電流コンパレータ
の動作説明図である。 ５……超電導コイル、８……絶縁増幅器、９…
…電圧コンパレータ、１０……タイマ、１１……
増幅器、１２……電流コンパレータ、１３……電
流掃引速度検出回路、１４……乗算回路、１５…
…電流検出器、１６……演算回路。
は従来の検出器の回路図、第３図は代表的な電流
掃引パターンを示す図、第４図は直流しや断器の
操作回路図、第５図は本考案の一実施例を示す回
路図、第６図は本考案における電流コンパレータ
の動作説明図である。 ５……超電導コイル、８……絶縁増幅器、９…
…電圧コンパレータ、１０……タイマ、１１……
増幅器、１２……電流コンパレータ、１３……電
流掃引速度検出回路、１４……乗算回路、１５…
…電流検出器、１６……演算回路。
Claims (1)
- 超電導コイルの２つの部分の抵抗電圧降下の不
平衡電圧を検出し、この検出信号の大きさが予定
値以上のとき超電導コイルにクエンチ事故が発生
したことを検出する超電導コイルのクエンチ検出
装置において、上記超電導コイルの電流の変化率
を検出する電流掃引速度検出回路と、上記２つの
部分のインダクタンスの差および上記電流変化率
の積から上記２つの部分の誘起電圧の不平衡電圧
分V2を求める乗算回路と、上記２つの部分の端
子電圧降下の差電圧V1と上記不平衡電圧分V2と
の差電圧（V1−V2）を抵抗電圧降下の不平衡電圧
分として導出することを特徴とする超電導コイル
のクエンチ検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13711981U JPS5842907U (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13711981U JPS5842907U (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842907U JPS5842907U (ja) | 1983-03-23 |
| JPS62176Y2 true JPS62176Y2 (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=29930413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13711981U Granted JPS5842907U (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 超電導コイルのクエンチ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842907U (ja) |
-
1981
- 1981-09-17 JP JP13711981U patent/JPS5842907U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5842907U (ja) | 1983-03-23 |
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