超導磁體用的勵磁電源及其操作方法
2023-10-04 00:17:34
超導磁體用的勵磁電源及其操作方法
【專利摘要】提供一種超導磁體用的勵磁電源。勵磁電源（101）包括：電源（1）；功率單元（3）；當檢測出超導磁體（2）發生異常時閉合使功率單元（3）的輸出的兩端短路的觸點（4a）而使其處於保護狀態的保護電路（16）；以及檢測迴路A內的電流值的第1分路電阻（5）。勵磁電源（101）還包括復歸電路（31），在通過保護電路（16）使保護繼電器（4）動作從而閉合所述觸點（4a）後，利用第1分路電阻（5）及第2分路電阻（8）的檢測值，使功率單元（3）的輸出電流值和超導線圈（2L）中通過的電流值一致，之後斷開觸點（4a）從而由保護狀態復歸。
【專利說明】超導磁體用的勵磁電源及其操作方法
[0001]本申請為申請號為「201010536637.4」的發明專利申請的分案申請。申請號為「201010536637.4」的發明專利的申請日為2010年11月04日，發明名稱為「超導磁體用的勵磁電源及其操作方法」。
【技術領域】
[0002]本發明涉及超導磁體用的勵磁電源及其操作方法。
【背景技術】
[0003]在超導磁體中存在所謂的失超現象，即:由於超導狀態遭到破壞、零電阻變為正常導電狀態而產生電壓的現象，此外，由於電流因產生電阻而驟變因而在由較大的超導線圈構成的超導磁體中將出現產生高電壓的現象。此外，反之，如果因勵磁電源本身的問題而弓I起電流急劇變化，則與上述失超的發生等相互影響。在勵磁電源側，功率元件可能因高電壓或失去了去處的巨大能量發生逆流而損壞，在超導磁體側，因電流驟變而發生失超，因此該超導磁體可能損壞。
[0004]因此，在檢測到勵磁電源及超導磁體中的任一方發生異常時，切斷相互關聯(連接)是恰當的操作。但是，在巨大的電流通過時，切斷(截斷)相互關聯(連接)比較危險。這裡，專利文獻I所述的技術中，例如提出了對斷路器並列地配置電容器的方案。
[0005]專利文獻1:日本國專利申請公開公報「特開平7-177648號公報」
【發明內容】
[0006]但是，截斷正在通電中的觸點這樣的保護方法不適於大電流控制。在大電流控制的保護方法中，通常，採用使勵磁電源的輸出兩端短路從而實質性地斷開該勵磁電源和超導線圈的方法。
[0007]這裡，使勵磁電源的輸出兩端短路的方法中存在缺陷。例如，如果超導線圈實際上沒有失超但由於誤檢而進行短路(誤動作)，就會造成小電阻(R)和超導線圈(L)的組合，儲存能量的釋放需要較長時間，從而導致輸出兩端在長時間內都無法解除短路狀態
[0008]此外，作為勵磁電源側發生的異常(問題)，存在因功率元件過熱所導致的所謂過熱異常。正在使用中的序列控制器或微型計算機在檢測出主電源電壓驟降時就將其作為內部異常而停止電流輸出，但如果此時使勵磁電源的輸出兩端短路，則在長時間的LR放電期間內同樣無法解除輸出的短路狀態。另外，即使假設使用UPS來解決電壓驟降問題，但是，由於其備份時間和可備份範圍受到制約，即，例如，僅能保持10分鐘，僅能保持控制系統而不能備份功率系統，因此，仍然存在需要在某一時間使勵磁電源的輸出兩端短路來保護磁體而難以復歸至正常狀態的問題。
[0009]此外，例如，當勵磁電源內部的保險絲熔斷時，只要更換其保險絲就能解決保險絲的熔斷問題。但是，如上所述，要使並不存在失超的超導磁體由保護狀態復歸至正常狀態則需要較長時間。[0010]另一方面，從防止勵磁電源和超導磁體損壞的觀點出發，提高對失超等異常狀態的檢測等級是較為理想的選擇。此外，從避免序列控制器或微型計算機進行誤動作的觀點出發，較為理想的選擇是提高對電壓驟降的檢測靈敏度。但是，如果提高對異常狀態的檢測等級，就會導致增加誤動作的發生頻率(權衡問題)。
[0011]本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供這樣一種超導磁體用的勵磁電源及其操作方法，即:即使由於對失超、內部異常、主電源電壓驟降等異常狀態進行了誤檢測而導致勵磁電源的輸出兩端發生短路，或者，例如在主電源停電或更換勵磁電源內部的保險絲時發生了異常而需要對異常狀況進行處理，通過採取恢復供電或更換保險絲等措施而復歸正常狀態的情況下，之後能夠迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)的超導磁體用的勵磁電源及其操作方法。
[0012]為了實現上述目的，本發明提供一種對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁的超導磁體用的勵磁電源，其特徵在於，包括:電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，當誤檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而設定為保護狀態；以及第I電流檢測器，被設置在具備所述超導線圈和所述觸點的迴路內，用於檢測該迴路內的電流值，其中，所述功率單元具有:放大器；第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點後，所述復歸裝置利用所述第I電流檢測器及所述第2電流檢測器的檢測值，按照預定的掃描速率提高所述輸出電流值，使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開所述觸點從而由所述保護狀態復歸。
[0013]根據上述結構，利用上述第I電流檢測器及第2電流檢測器的檢測值使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致後斷開觸點，由此能夠防止在觸點斷開後電流發生驟變。因此，能夠防止超導線圈的失超。即，根據本發明，即使由於對異常狀態進行誤檢測而使勵磁電源的輸出兩端短路，也能夠通過使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致後斷開觸點從而迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。
[0014]此外，根據本發明，能夠迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)，因此，即使因提高對失超等異常狀態發的檢測等級而導致增高誤動作的發生頻率並發生誤動作，要復歸至正常狀態也並不需要太多時間。即，即使提高了對失超等異常狀態的檢測等級也不會造成障礙(要復歸至正常狀態並不需要太多時間)，通過提高對異常狀態的檢測等級可使觸點比較靈敏地進行動作，因此，較之於現有技術能夠更好地防止對勵磁電源或超導磁體的破壞。
[0015]此外，例如，在主電源停電時或勵磁電源內部保險絲更換時發生了異常而需要對異常狀況進行處理，通過採取恢復供電或更換保險絲等措施而復歸正常狀態的情況下，之後能夠迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。
[0016]另外，在「使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開觸點」的描述中，所謂「一致」並不是指完全一致，而是指大致一致。即，在功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值之間可以存在少許差異。只要使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致使得能夠防止在觸點斷開後超導線圈中通過的電流值發生驟變並能夠防止該超導線圈發生失超的程度即可。另外，主電源是指，向構成勵磁電源的電源供給電力(供電)的電源，是勵磁電源上遊側的電源。[0017]此外，在本發明中，所述復歸裝置可構成為:當復歸按鈕被按下時，讀入所述第I電流檢測器的檢測值作為目標值，並將所述第2電流檢測器的檢測值作為當前值，按照預定的掃描速率使兩檢測值一致，之後斷開所述觸點。
[0018]根據上述結構，按照預定的掃描速率使兩檢測值一致，由此，在由保護狀態復歸至正常狀態時，能夠抑制給功率單元帶來的損害。
[0019]而且，本發明可構成為:所述第I電流檢測器被設置在所述迴路內能夠檢測所述輸出電流值的位置，所述電流控制裝置在正常狀態利用所述第I電流檢測器的檢測值控制所述輸出電流值，在由保護狀態復歸時，利用所述第2電流檢測器的檢測值控制所述輸出電流值，由此，在該正常狀態和該復歸時對用於輸出電流控制的電流檢測器進行切換。
[0020]較之於正常狀態的輸出電流控制，由保護狀態復歸時的輸出電流控制可以採用相對較低的精度。即，根據上述結構，第2電流檢測器可採用較低精度的電流檢測器，從而能夠降低勵磁電源的零部件成本。
[0021]而且，本發明可構成為:所述勵磁電源具有多個所述功率単元，並具備:主控制裝置，輸出電流指令值，使得所述第I電流檢測器的檢測值與所述勵磁電源整體的設定輸出電流值相等；以及指令值分配裝置，將由所述主控制裝置輸出的所述電流指令值分配給各功率単元，其中，所述第I電流檢測器是檢測所述勵磁電源整體的輸出電流值的電流檢測器，所述第2電流檢測器設置於各功率単元中，是檢測該各功率単元的輸出電流值的電流檢測器，設置於各功率単元的所述電流控制裝置對各功率単元的輸出電流值進行控制，使得所述第2電流檢測器的檢測值與所述指令值分配裝置所分配的電流指令值相等。
[0022]根據上述結構，即使在多個功率單元中的某個功率單元內的放大器中發生部件缺陷從而導致該功率単元無法釋放穩定電流的情況下，可由主控制裝置發出對其進行補償的電流指令值。並且，通過指令值分配裝置對各功率単元分配電流指令值。而且，各功率単元的電流控制裝置通過對各輸出電流值進行控制使其與指令值分配裝置所分配的電流指令值相等，因此，電流不會向正常的功率単元發生極端偏流，從而能夠在整體上防止發生偏流現象。
[0023]此外，本發明可構成為:所述第I電流檢測器被設置在與所述觸點串聯的位置，並且，被設置在所述觸點閉合狀態下的所述功率単元的輸出迴路與所述超導線圈側迴路的公用部分，所述復歸裝置在復歸按鈕被按下時將所述第I電流檢測器的檢測值設為當前值，並且，將所述第I電流檢測器的目標值設為0，按照預定的掃描速率控制功率単元，使所述第I電流檢測器的檢測值與0 —致，之後斷開所述觸點。
[0024]根據上述結構，按照預定的掃描速率使第I電流檢測器的檢測值與0 —致，由此，在由保護狀態復歸至正常狀態時，能夠抑制給功率單元帶來的損害。
[0025]另外，在上述「使第I電流檢測器的檢測值與0—致，之後斷開觸點」的描述中，「一致」並不只是指與0完全一致，而是指大致達到O。即，可以沒有完全達到O。只要使第I電流檢測器的檢測值與0 —致以能夠防止在觸點斷開後超導線圈中通過的電流值發生驟變並能夠防止該超導線圈發生失超的程度即可。
[0026]此外，本發明可構成為:所述第I電流檢測器被設置在與所述觸點串聯的位置，並且，被設置在所述觸點閉合狀態下的所述功率単元的輸出迴路與所述超導線圈側迴路的公用部分，所述復歸裝置在復歸按鈕被按下時將所述第I電流檢測器的檢測值與所述第2電流檢測器的檢測值的相加值設為目標值，按照預定的掃描速率控制功率單元，使所述第2電流檢測器的檢測值與該目標值一致，之後斷開所述觸點。這裡，優選依次反覆實施所述第I電流檢測器的檢測值與所述第2檢測器的檢測值的相加計算，依次更新目標值。
[0027]根據上述結構，功率部的控制與通常的掃描控制相同因而容易控制。另外，這裡所說的「一致」也不只是指完全一致，而是包括大致一致的含義。
[0028]此外，根據本發明的第二個方面，提供一種勵磁電源的操作方法，其中，所述勵磁電源對超導磁體進行勵磁，該勵磁電源包括:電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，當檢測出所述電源、所述功率單元或超導磁體發生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而成為保護狀態；以及第I電流檢測器，被設置在具備所述超導磁體的超導線圈和所述觸點的迴路內，用於檢測該迴路內的電流值，所述功率單元包括:放大器;第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述操作方法的特徵在於，在通過所述保護裝置閉合所述觸點後，利用所述第I電流檢測器及所述第2電流檢測器的檢測值使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開所述觸點，從而由保護狀態復歸。
[0029]此外，根據本發明的第三個方面，提供一種對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁的超導磁體用的勵磁電源，其特徵在於，包括:電源；功率單元，與所述電源連接；保護裝置，在檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而成為保護狀態；以及存儲裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點後，對所述功率單元在閉合時刻或該閉合時刻前的輸出電流值進行存儲，所述功率單元具有:放大器；電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及電流控制裝置，控制所述輸出電流值，所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點後，所述復歸裝置利用所述電流檢測器的檢測值及所述存儲裝置的存儲值使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開所述觸點從而由保護狀態復歸。
[0030]根據上述結構，使用一臺電流檢測器即可。本來，如果以通過微型計算機進行控制為前提，則計算和存儲幾乎都能夠通過微型計算機的程序(軟體)來對應，因此有能夠省略作為硬體部件的電流檢測器的優點。
[0031]此外，本發明可構成為，還包括:計時器，測定從所述存儲裝置存儲所述輸出電流值的時刻起的經過時間；以及修正裝置，根據所述計時器測定的經過時間及預先存儲的單位時間的修正值對所述存儲裝置的存儲值進行修正，其中，所述復歸裝置在通過所述保護裝置閉合所述觸點後利用所述電流檢測器的檢測值以及由所述修正裝置修正後的所述存儲裝置的存儲值，使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開所述觸點。
[0032]根據上述結構，由於不僅包括存儲裝置，還包括計時器及修正裝置，因此能夠更可靠地由保護狀態復歸。
[0033]而且，在上述本發明中，更優選使功率單元的輸出的兩端短路的觸點為B觸點。根據上述結構，即使在長時間停電狀態，也能夠將未失超的超導線圈由保護狀態復歸至正常狀態而不會發生失超現象。
[0034]根據本發明，在通過保護裝置閉合上述觸點後，使功率單元的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開觸點，從而由保護狀態復歸。由此，即使由於對異常狀態進行了誤檢測或者提高了主電源電壓驟降的檢測靈敏度而導致勵磁電源的輸出兩端發生短路，之後，也能夠迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。並且，例如，在主電源停電時或勵磁電源內部保險絲更換時發生了異常而需要對異常狀況進行處理，通過採取恢復供電或更換保險絲等措施而復歸正常狀態的情況下，之後能夠迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1是表示本發明的第I實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0036]圖2是表示由保護狀態復歸時的動作的流程圖。
[0037]圖3是表示本發明的第2實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0038]圖4是表示本發明的第3實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0039]圖5是表示本發明的第4實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0040]圖6是表示本發明的第5實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0041]圖7是表示本發明的第6實施方式的勵磁電源的結構圖。
[0042]標號說明
[0043]I:電源
[0044]2:超導磁體
[0045]2L:超導線圈
[0046]3:功率單元
[0047]4:保護繼電器
[0048]4a:觸點
[0049]5:第I分路電阻(第I電流檢測器)
[0050]7:電晶體(放大器)
[0051]8:第2分路電阻(第2電流檢測器)
[0052]9:電流控制電路(電流控制裝置)
[0053]16:保護電路(保護裝置)
[0054]100:內部異常信號
[0055]101:勵磁電源
【具體實施方式】
[0056]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
[0057](第I實施方式)
[0058]圖1是表示本發明的第I實施方式的勵磁電源101的結構圖。
[0059](勵磁電源101的結構)
[0060]勵磁電源101與超導線圈2L連接，是用於對具備超導線圈2L的超導磁體2進行勵磁的電源。超導線圈2L由超導線材繞制而成。
[0061]如圖1所示，勵磁電源101包括電源1、功率単元3、第I分路電阻(第I電流檢測器)及保護電路16 (保護裝置)。
[0062](電源)[0063]電源I包括:與交流電源連接的變壓器(未圖示)、將變壓器的交流電カ整流後的平滑直流電流提供給向超導線圈2L的電晶體電路(未圖示)等。另外，在電源I中，也可以使用市售的開關穩壓器等。
[0064](第I電流檢測器)
[0065]作為電流檢測器(第I電流檢測器)，可以採用通過霍爾元件檢測由電流所產生的磁場的非接觸型電流檢測器而非分路電阻(後述的第2分路電阻8也同樣如此)。第I分路電阻5被設置在能夠檢測迴路A內的電流值的位置(而且是在斷開觸點4a的狀態下能夠檢測功率単元3的輸出電流值的迴路A內的位置)，其中，上述迴路A包括超導線圈2L和保護繼電器4的觸點4a。
[0066](功率單元)
[0067]電源I上連接有功率単元3。功率単元3包括:作為放大器的電晶體7(通常為多個電晶體)、即使在保護狀態(觸點4a閉合的狀態)下仍能夠檢測功率單元3的輸出電流值的第2分路電阻8 (第2電流檢測器)、控制功率単元3的輸出電流值的電流控制電路9 (電流控制裝置)、對電流控制電路9指令電流值的電流指令電路10 (電流指令裝置)、對電流指令電路10指示掃描速率的掃描速率設定器33、與電流指令電路10協作使得由保護狀態復歸的復歸電路31(復歸裝置)以及用於對復歸電路31指示復歸(開始復歸控制)的復歸按鈕32。另外，並非必需將掃描速率設定器33、復歸電路31及復歸按鈕32看作功率単元3的組成部件，S卩，也可以將其視作有別於功率単元3的組成部件。
[0068](放大器)
[0069]電晶體7採用普通的雙極型電晶體，也可以採用場效應電晶體(FET)、IGBT,MOSFET等各功率元件。關於後述的電晶體17，也同樣如此。
[0070](由保護狀態復歸的復歸裝置)
[0071]復歸電路31構成為:與電流控制電路9協作，在通過保護電路16閉合觸點4a後(在復歸控制時)，利用第I分路電阻5及第2分路電阻8的檢測值，使功率単元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a從而由保護狀態(功率單元3的輸出的兩端短路的狀態)復歸(變為非短路狀態)。即，在通過保護電路16閉合觸點4a後，按下復歸按鈕32，當功率単元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致吋，復歸電路31對保護繼電器4發出信號以斷開所述觸點4a。
[0072]另外，在上述的「使功率単元3的輸出電流值和超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a」的描述中，「一致」並不僅指完全一致，而是指大致一致。S卩，在功率単元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值之間可以存在少許差異。只要使功率単元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致以能夠防止在觸點4a斷開後超導線圈2L中通過的電流值發生驟變並能夠防止該超導線圈2L發生失超的程度即可。
[0073]此外，如本實施方式那樣，不僅可以分別構成電流控制電路9和復歸電路31，而且也可以將二者形成為ー個電路結構。
[0074]而且，在本實施方式中，電流控制裝置、復歸裝置及保護裝置採用了電路結構的形式，但也可以採用通過微機(微型計算機)等進行程序控制的控制器，並通過該控制器進行控制。此時，由於程序設定具有自由度，因此容易進行設定變更。關於後述的電流指令電路10、電流控制電路(19、29)、分配器14及主控制電路12等，也同樣如此。[0075]此外，也可以不將復歸電路31編入勵磁電源101中，而僅將第I分路電阻5用作電流顯示用檢測器，並由操作者(人)以手動方式利用復歸電路31進行控制。詳見後述。
[0076](電流指令裝置)
[0077]電流指令電路10構成為:正常狀態下，例如，在通過未圖示的操作開關增加電流進行勵磁時，對電流控制電路9指令電流值(S卩，輸出電流指令值)，使其根據由掃描速率設定器33決定的增加量逐漸增加指令電流。電流控制電路9構成為:基於由電流指令電路10輸出的電流指令值和第2分路電阻8的檢測值，控制功率單元3的輸出電流值。這裡，正常狀態是指觸點4a斷開的狀態(非短路狀態)。
[0078]此外，在由保護狀態復歸時，復歸電路31以第I分路電阻5的檢測值(電流檢測值)作為目標值，與電流指令電路10協作對電流控制電路9輸出電流值。而且，復歸電路31與電流控制電路9協作，讀入第I分路電阻5的檢測值作為目標值，使該目標值與第2分路電阻8的檢測值一致後，斷開觸點4a(利用第2分路電阻8的檢測值控制功率單元3的輸出電流值。將第I分路電阻5的檢測值作為目標值來使用)。這裡，保護狀態是指觸點4a閉合的狀態(短路狀態)。復歸是指由閉合狀態進入斷開狀態的過程。
[0079]另外，通常，在使用電流分路器進行電流反饋控制時，對所指令的電流進行反饋控制，因此，基本上，當指令發出時，輸出電流就會被實時調整為上述指令電流。在上述說明中，為便於理解，描述的是使得與第2分路電阻8的檢測值一致。實際上，具體採用的方法為:如果電流指令電路10的輸出值與作為目標值的第I分路電阻5的值一致，則電流控制電路9對第2分路電阻8和上述指令值進行對照並立即進行調整，因此「第2分路電阻8的檢測值」可被視作「電流指令電路10的輸出指令值」。另外，如最初的說明那樣，實際上還可以是利用第2分路電阻8的檢測值來確認是否一致的方法。
[0080]另外，還向保護電路16(保護裝置)輸入由使用了所述微型計算機的控制器(未圖示)等產生的表示電壓驟降異常、停電等的內部異常信號100。
[0081](保護繼電器)
[0082]保護繼電器4具備觸點4a。觸點4a被設置在使功率單元3的輸出的兩端短路的位置。換言之，觸點4a被設置在使超導線圈2L的兩端短路的位置。保護繼電器4的觸點4a可由A觸點構成，也可以由B觸點構成。在保護繼電器4的觸點4a由A觸點構成時，在電信號ON的情況下觸點4a閉合，在電信號OFF的情況下觸點4a斷開。在保護繼電器4的觸點4a由B觸點構成時，在電信號OFF的情況下觸點4a閉合，在電信號ON的情況下觸點4a斷開。即，B觸點是具有如下特徵的電觸點:在繼電器(保護繼電器4)未被供電時，通過彈簧的復原力而處於閉合的狀態，在繼電器(保護繼電器4)被供電時，通過電磁力而處於斷開的狀態。
[0083]另外，如果考慮到停電狀態(繼電器(保護繼電器4)未被供電的狀態)，則保護繼電器4的觸點4a優選由B觸點(常閉)構成。在後述的實施方式中，與此相同。如果觸點4a由B觸點構成，那麼，在停電狀態下，即使復歸電路31 (復歸裝置)因停電而不進行動作，由於觸點4a閉合仍可使輸出兩端處於短路狀態。因此，未失超的超導線圈2L中通過的電流能夠通過觸點4a進行回流。之後，當主電源恢復時，能夠通過復歸電路31 (復歸裝置)的動作由保護狀態復歸至正常狀態。另一方面，在觸點4a由A觸點構成的情況下，如果停電時間較短，復歸電路31仍進行動作，如果停電時間較長，復歸電路31就不再進行動作而導致觸點4a斷開。其結果是，未失超的超導線圈2L中通過的電流不能實現回流。
[0084]這裡，保護電路16為過壓檢測電路。保護電路16構成為:例如，當超導線圈2L的勵磁電壓的設定值為IOV時，如果勵磁電壓超過12V，則判斷為過電壓(異常)並向保護繼電器4及電流指令電路10發出信號。另外，保護電路多種多樣，並不限於過壓檢測電路。
[0085]這裡，電流指令電路10構成為:當接收到來自保護電路16的信號時，對電流控制電路9發出指令使得功率單元3的輸出電流為O。此外，保護繼電器4構成為:當接收到來自保護電路16的信號時，將觸點4a閉合。
[0086]在本實施方式中，例示了將保護電路16編入勵磁電源101中來檢測超導磁體2是否存在異常的情況。本實施方式也可以構成為:在勵磁電源101中編入檢測電源I和功率單元3是否存在異常的電路(裝置)，在該電路附有失超檢測信息，並由該電路向保護繼電器4及電流指令電路10發出信號。檢測電源I和功率單元3是否存在異常的電路例如構成為對電源I和功率單元3的過熱、過電流、主電源電壓驟降及停電等異常進行檢測的電路。
[0087](勵磁電源的保護狀態復歸控制)
[0088]下面，對保護狀態的復歸控制進行說明。圖2是表示由保護狀態復歸時的動作的流程圖。
[0089]當保護電路16檢測出超導磁體2發生異常時，通過保護電路16由通過保護繼電器4閉合觸點4a，並通過電流控制電路9使功率單元3的輸出電流為O。此時，如圖1中IA所示，超導線圈2L中通過的電流通過包括超導線圈2L和保護繼電器4的觸點4a的迴路A。另一方面，從功率單元3的電晶體7通過的電流IB變為O。在檢測出電源I和功率單元3的異常時，情況與此相同。
[0090]這裡，在超導線圈2L發生失超的情況下，由於該超導線圈2L處於正常導電狀態而存在電阻，因而IA快速衰減。但是，噪聲等因素可能導致保護電路16誤動作。此外，還存在這種情況，即:超導線圈2L中發生瞬壓但之後就恢復為超導狀態。另外，主電源並不顯著的電壓驟降也可能導致保護電路16進行動作。在上述情況下，由於超導線圈2L處於超導的狀態，因此迴路A的電阻極小，電流IA變為O可能需要約I天的時間。雖然可通過斷開觸點4a使電流IA變為0，但這種操作將導致超導線圈2L失超。強行失超將給超導線圈2L帶來的損害。
[0091]這裡，在勵磁電源101內，如圖2所示流程那樣進行控制。當復歸按鈕32被按下時(SI，步驟I的簡稱)，電流指令電路10以第I分路電阻5的檢測值(電流值)作為目標值，對電流控制電路9輸出電流值。電流控制電路9讀入第I分路電阻5的檢測值(電流值)作為目標值(S2)。然後，電流控制電路9將所讀入的第I分路電阻5的目標值作為設定值(S3)。此外，電流控制電路9通過電流指令電路10，讀入預先設定的掃描速率的值或者來自掃描速率設定器33的掃描速率的值(S4)。然後，電流指令電路10按照預定的掃描速率提高對電流控制電路9輸出的電流指令值，使得第2分路電阻8的檢測值(功率單元3的輸出電流值)與設定值一致(S5)。反覆執行S2?S5，直至IA和IB —致為止。然後，當確認為IA=IB時，復歸電路31對保護繼電器4發出斷開其觸點4a的信號，觸點4a斷開
(S6)。另外，關於IA=IB，IB可能實際上為第2分路電阻8的檢測值，也可能是由電流指令電路10向電流控制電路9輸出的電流指令值。此外，在上述流程中，在S2中每次均讀入第I分路電阻5的值，但由於處理時間短，其間衰減的線圈電流(IA)極小，因此，也可以採用在只執行一次S2後反覆執行S3?S6的方法。
[0092](第2實施方式)
[0093]圖3是表示本發明的第2實施方式的勵磁電源201的結構圖。與第I實施方式的不同之處僅在於第I分路電阻(第I電流檢測器)的位置。在本實施方式中，將第I分路電阻5設置在與超導線圈2L並列的位置。這樣，將第I分路電阻5設置在能夠對保護繼電器的觸點4a閉合後超導線圈2L中通過的電流IA進行檢測的位置即可。換言之，第I分路電阻5被設置在與觸點4a串聯的位置，並且，被設置在觸點4a閉合狀態下的功率単元3的輸出迴路B和所述超導線圈2L側的迴路A的公用部分。
[0094]在本實施方式中，電流控制電路9按照預定的掃描速率提高功率單元3的輸出電流值，使得第I分路電阻5的檢測值(電流檢測值)變為O。第I分路電阻5的檢測值為0是指相互逆向流動的IA和IB —致。當確認為IA=IB吋，電流控制電路9向保護繼電器4發出斷開觸點4a的信號，觸點4a斷開。
[0095]另外，作為變形例，可構成為:當復歸按鈕32被按下時，將第I分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值設為目標值，按照預定的掃描速率使第2分路電阻8的檢測值與該目標值一致，之後斷開觸點4a。這裡，優選依次反覆實施第I分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加計算，並將目標值依次更新。IA相對於IB逆向流動，是大於IB的電流，因此第I分路電阻5的檢測值為「IA-1B」。第2分路電阻8的檢測值為「IB」。因此，第I分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值為「IA」。
[0096]作為另ー變形例，與上述控制方式組合進行如下控制，即:當復歸按鈕32被按下吋，按照預定的掃描速率進行控制使第I分路電阻5的檢測值與0 —致，並且，按照預定的掃描速率進行控制使第2分路電阻8的檢測值與第I分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值一致。然後，進行控制使得在下述兩個階段中較早的階段斷開觸點4a，即:在第I分路電阻5的檢測值與0 —致的階段；第2分路電阻8的檢測值與第I分路電阻5的檢測值和第2分路電阻8的檢測值的相加值一致的階段。按照上述構成勵磁電源，能夠更加迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。
[0097]如上所述，根據本發明，利用第I分路電阻5及第2分路電阻8的檢測值，使功率單元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a，由此能夠防止斷開觸點後電流發生驟變。因此，能夠防止超導線圈2L的失超。即，根據本發明，即使由於對異常狀態進行誤檢測而導致勵磁電源(功率単元3)的輸出兩端短路，也能夠通過使功率単元3的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致後斷開觸點4a來迅速地復歸至正常狀態(非短路狀態)。
[0098]此外，根據本發明，能夠迅速地復歸至正常狀態，因此，例如，即使因提高保護電路16的異常狀態檢測等級而導致誤動作的發生頻率增高並發生誤動作，要復歸至正常狀態也並不需要太多時間。即，即使提高了對失超等的異常狀態檢測等級也沒有產生障礙(要復歸至正常狀態並不需要太多時間)，通過提高對異常狀態的檢測等級可使觸點4a更為靈敏地進行動作，因此，較之於現有技術能夠更好地防止對勵磁電源(101，201)或超導磁體2的損壞。關於勵磁電源內部發生的異常、主電源電壓驟降、停電等異常，同樣如此。
[0099]此外，在第I實施方式中，使用對迴路A內的超導線圈2L中通過的電流進行檢測的第I分路電阻5，並將其檢測值作為目標值，作為變形例，可構成為:在正常狀態下，利用第I分路電阻5的檢測值控制功率單元3的輸出電流值，在由保護狀態復歸時，利用第2分路電阻8的檢測值來控制功率單元3的輸出電流值。如上所述，勵磁電源101內的控制具體為:在正常狀態和復歸時切換用於輸出電流控制的電流檢測器。另一方面，較之於正常狀態的輸出電流控制，由保護狀態復歸時的輸出電流控制可以採用相對較低的精度。即，上述結構的優點:第2分路電阻8採用較低精度的電流檢測器，即使在保護狀態(觸點4a閉合的狀態)下，通過較高精度的第I分路電阻5也可對超導線圈2L中通過的電流進行更高精度的電流檢測(顯示)。
[0100]另外，在第I實施方式中，第2分路電阻8用於正常狀態及復歸時對功率單元3實施輸出電流值控制，第I分路電阻5可以僅用於顯示。在這種情況下，在由保護狀態復歸時，操作者可以將第I分路電阻5的顯示值設定為復歸用設定值並增加功率單元3的輸出電流值，在IA和IB —致時斷開觸點4a完成復歸。而且，在上述說明中，最終由操作者確認IA和IB是否一致。然後，操作者按下以手動方式斷開觸點4a的按鈕。
[0101](第3實施方式)
[0102]圖4是表示本發明的第3實施方式的勵磁電源301的結構圖。本實施方式和第I實施方式不同之處主要在於:本實施方式的勵磁電源301具備2個(多個)功率單元。另夕卜，也可以使勵磁電源具備3個以上的功率單元。
[0103]如圖4所示，勵磁電源301包括電源1、第I功率單元13、第2功率單元23、第I分路電阻5 (第I電流檢測器)、主控制電路12 (主控制裝置)、分配器14 (指令分配裝置)、掃描速率設定器33、保護電路16 (保護裝置)、復歸按鈕32及復歸電路131。
[0104](第I電流檢測器)
[0105]第I分路電阻5是檢測勵磁電源301整體的輸出電流值的電流檢測器。此外，第I電流檢測器被設置在能夠在保護狀態下檢測包括超導線圈2L和保護繼電器4的觸點4a的迴路A內的輸出電流值(2個功率單元12和13的整體輸出電流值)的位置。
[0106](功率單元)
[0107]電源I上連接有2個功率單元13和23。第I功率單元13具備作為放大器的電晶體17 (通常為多個電晶體)、檢測功率單元13的輸出電流值的第2分路電阻18 (第2電流檢測器)和控制功率單元13的輸出電流值的電流控制電路19 (電流控制裝置)。
[0108]第2功率單元23的結構與第I功率單元13相同，第2功率單元23具備作為放大器的電晶體27(通常為多個電晶體)、檢測功率單元23的輸出電流值的第2分路電阻28(第2電流檢測器)和控制功率單元23的輸出電流值的電流控制電路29 (電流控制裝置)。
[0109]另外，也可以將主控制電路12、分配器14、開關30、復歸電路131、復歸按鈕32及掃描速率設定器33看作功率單元13和23的組成部件(功率單元13和23共用的組成部件)。
[0110](主控制裝置)
[0111]主控制裝置12用於設定及控制勵磁電源301整體的輸出電流值，該主控制電路12的設定功能部分具備數模轉換電路(DAC)。通過設定勵磁電源301需保持的輸出電流值，將從微機電路經由DAC而被模擬化的輸出電流值作為指令值，輸出至主控制電路12內的控制部分。
[0112]主控制電路12的控制部分構成為:向分配器14輸出電流指令值，使得第I分路電阻5的檢測值(電流值)與勵磁電源301整體的設定輸出電流值相等。具體而言，其構成為:求出第I分路電阻5的檢測值和設定輸出電流值的偏差，向分配器14輸出與所得偏差成正比的電流指令值。
[0113](指令分配裝置)
[0114]分配器14構成為:將由主控制電路12輸出的電流指令值分配到各功率単元(13、23)。另外，當第I功率単元13及第2功率単元23的電流容量相等吋，分配器14均等地對由主控制電路12輸出的電流指令值進行分配。第I功率単元13及第2功率単元23的電流容量比為2:3時，分配器14以2:3的比例對由主控制電路12輸出的電流指令值進行分配。
[0115](關於電流控制電路19和29)
[0116]這裡，設置於各功率單元13和23的電流控制電路19和29構成為:控制各功率單元13和23的輸出電流值，使得第2分路電阻18和28的檢測值(電流值)與由分配器14分配並輸出的電流指令值相等。
[0117]保護繼電器4構成為:當接收到來自保護電路16的信號時，閉合觸點4a。另外，還向保護電路16(保護裝置)輸入由使用了微型計算機的控制器(未圖示)等所產生的用於表示電壓驟降異常、停電等異常狀況的內部異常信號100。此外，當接收到來自復歸電路131的信號時(IA=IB1+IB2的狀態)，保護繼電器4斷開觸點4a。
[0118](開關)
[0119]開關30用於對來自主控制電路12的信號及來自復歸電路131的信號進行切換並將其中之ー輸入分配器14。開關30由復歸電路131來啟動。
[0120](勵磁電源的動作)
[0121]下面，對勵磁電源301的正常狀態(非保護狀態)的動作進行說明。
[0122]在非保護電路啟動(觸點4a閉合狀態)或非復歸模式(從觸點4a閉合狀態開始，使IA和IB —致，然後斷開觸點4a為止的系列狀態)的正常狀態下，本實施方式的勵磁電源301具有防止或減輕電流的偏流現象的功能。這裡的偏流現象是指:在某個功率単元的內部因某種原因而產生部件不良或導體劣化等問題時，通過其他正常的功率單元對產生問題的功率単元的輸出電流進行補償，從而導致電流向上述其他正常的功率単元偏流。
[0123]作為產生電流偏流現象的情況，例如，由於第I功率単元13中設置的冷卻裝置(未圖示)的性能降低使得第I功率単元13內的溫度上升，因而較之於其他正常的第2功率単元23，電流大量流過第I功率単元13。在這種情況下，為了對第I功率単元13中通過的過多電流進行補償，第2功率単元23中通過的電流少於第I功率単元13 (偏流現象)。此外，例如，因第I功率単元13內的電晶體17等元件劣化也可能導致偏流現象。
[0124]根據本實施方式的勵磁電源301，主控制電路12進行控制以向第I功率單元13及第2功率単元23輸出電流指令值使得通過測定第I分路電阻5的兩端產生的電壓而得的輸出電流值達到整體用電流設定指令部(未圖示)中設定的輸出電流值，分配器14向第I功率単元13及第2功率単元23分配由主控制電路12輸出的電流指令值。而且，第I功率単元13 (第2功率単元23)的電流控制電路19 (電流控制電路29)進行控制，使得通過測定第2分路電阻18 (第2分路電阻28)的兩端產生的電壓所檢測出的輸出電流值達到由分配器14分配的電流指令值。由此，在第I功率単元13內的電晶體17等元件發生部件不良，發生第I功率單元13無法輸出給定電流的情況下，由主控制電路12發出對其進行補償的電流指令值，並通過分配器14對第I功率單元13及第2功率單元23分配電流指令值。而且，第I功率單元13的電流控制電路19和第2功率單元23的電流控制電路29進行控制使得達到由分配器14分配的電流指令值，因此，不會導致正常的第2功率單元23發生極端的電流偏流，這樣，就能夠在整體上將電流平均化從而防止電流偏流現象。
[0125]此外，較之於主控制電路12的放大率，電流控制電流19及電流控制電路29的放大率較小。因此，第I功率單元13的電流控制電路19和第2功率單元23的電流控制電路29容許存在輕微的偏流現象，而通過主控制電路12進行嚴格的電流控制，整體通過的電流可望實現穩定化。即，能夠防止勵磁電源301在整體上出現極端的偏流現象。
[0126]此外，較之於第2分路電阻18和28，第I分路電阻5採用高精度的電阻器。由此能夠降低勵磁電源301的成本。
[0127]另外，分配器14並非必須採用本實施方式的結構。只要能將整體控制系統(勵磁電源301整體(功率單元整體)的電流指令值)分為各功率單元13和23的電流指令來輸入即可。
[0128](保護狀態的說明)
[0129]另外，當保護電路16在超導線圈2L通電過程中檢測出失超時，其信號經由保護電路16進入主控制電路12並將電流指令設為O。由此，由功率元件17和27輸出的IBl和IB2變為O。與此同時，保護電路16將觸點4a閉合。之前通過超導線圈2L的電流IA通過觸點4a。這裡，在超導線圈2L確實失超時，IA急劇衰減。另一方面，在誤檢測失超時，IA幾乎沒有衰減，因而衰減需要較長時間。
[0130]因此，當按下復歸按鈕32時，復歸電路131首先將主控制電路12的輸出切換至復歸電路131的輸出。將開關30由30a切換至30b的觸點。與主控制電路12同樣地，電流的檢測值由第I分路電阻5輸入復歸電路131。復歸電路131以第I分路電阻5的檢測值作為目標值，並根據掃描速率設定器33的值生成用於逐漸提高電流指令的指令值並將其輸出給分配器14。與正常狀態(非保護狀態)同樣地，分配器14對2個功率單元(13和23)分配電流指令。當指令電流按照由復歸電路131確定的掃描速率達到目標值IA時，所分配的2個功率單元(13和23)的電流IBl、IB2的合計值與IA —致。
[0131]如上所述，勵磁電源301具有與第1、第2實施方式的勵磁電源相同的功能，即:復歸電路131啟動，利用第I分路電阻5及第2分路電阻18和28的檢測值(第2分路電阻18和28的檢測值的合計值)，使功率單元整體的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a，由此防止斷開觸點4a後電流發生驟變。
[0132]另外，復歸模式與正常模式的不同點在於:在正常模式中，由第I分路電阻5測得整體的電流，並向分配器14輸出使其修正與整體指令之間的誤差；在復歸模式中，僅向分配器14輸出由復歸電路131生成的電流指令值。結果是，按照第2分路電阻18和28的精度對IBl和IB2進行控制。這裡，例如，從成本削減的觀點出發，第2分路電阻18和28採用精度較整體的分路器(第I分路電阻5)低的電流檢測器(電流檢測精度低的電流檢測器)。此外，由於是雙重的控制系統，因此各單元(功率單元13和23)採用較低的反饋增益。因此，較之於正常模式，IB1、IB2為粗略值。(IB1+IB2)?IA即可，只要大致一致，之後就能復歸成正常模式，因此，允許存在若干誤差。[0133]當IB1+IB2與IA大致一致時，復歸電路131向主控制電路12傳送當前的電流值IA0然後，將開關30切換至30a側，同時斷開觸點4a。然後，在正常模式下，進行電流控制將電流保持為設定電流值IA。另外，在失超產生時IA可以採用主控制電路12存儲的值。如果使用檢測電流值IA，當返回到正常模式吋，與本來想要進行控制的超導線圈2L的電流值之間產生少許誤差，因此，此時再通過通常的方法進行微調。
[0134]另外，在第3實施方式中，分主控制電路12和復歸電路131對電路結構進行了說明，在功能方面，存在將第I分路電阻5的電流檢測值用作反饋信號(主控制電路)和將第I分路電阻5的電流檢測值用作目標值(復歸電路)的差異，並且分配器14的輸出值稍有不同，但在電路結構上，接收第I分路電阻5的信號輸入，接收掃描速率設定器33的信號，生成預定的掃描速率的電流信號這些方面是相同的。通常，這些處理是通過微機和DA轉換器進行模擬轉換後進行輸出的，因此，(I)是否有復歸按鈕32的輸入、(2)第I分路電阻5的檢測值的處理的差別、(3)向分配器輸出的信號的內容的差異等均為內置的微機的程序的微小差別，因而優選將主控制電路12和復歸電路131形成為一體。
[0135](第4實施方式)
[0136]圖5是表不本發明的第4實施方式的勵磁電源401的結構圖。本實施方式的勵磁電源401是第3實施方式的勵磁電源301的變形例。如圖5所示，勵磁電源401包括電源1、第I功率単元13、第2功率単元23、第I分路電阻5 (第I電流檢測器)、主控制電路12 (主控制裝置)、分配器14 (指令分配裝置)、掃描速率設定器33、保護電路16 (保護裝置)、復歸按鈕32及復歸電路231。
[0137]以下，對例如通過保護電路16閉合觸點4a後的復歸控制進行說明。通過第I分路電阻5檢測出IA的電流值後，以此作為目標值控制(IB1+IB2)，在進行復歸動作時，通過用於算出第2分路電阻18及第2分路電阻28的電流檢測值的合計值的加法器304求出(IB1+IB2)。由加法器起通過開關302和303向主控制電路12輸入切換信號，以代替來自正常模式下的第I分路電阻5的信號。開關302和303根據來自復歸電路231的信號進行動作(切換)。
[0138]當IA和(IB1+IB2) —致時，通過復歸電路231切換觸點4a及開關302和303從而復歸至正常狀態(斷開觸點4a。開關302和303分別切換為302a和303a。)。當開關302和303分別被切換為302a和303a時正常模式，分別被切換為302b和303b時為復歸模式。而且，也可以總是向主控制電路12輸入第I分路電阻5的檢測值，來對應逐漸衰減的IA0
[0139]在復歸模式(復歸控制)中，由於利用防止偏流的第2分路電阻18和28的電流檢測值的合計值代替第I分路電阻5，因此，出於成本方面的考慮，第2分路電阻18和28可以採用較低精度的電流檢測器。在這種情況下，僅在復歸時(復歸模式時)電流的檢測精度降低。但是，在復歸後變為正常模式，開始用第I分路電阻5 (整體分路器)進行控制，因此，之後的電流控制精度復歸正常。本復歸模式的作用為在復歸時防止超導線圈2L存在較大的電流變化從而不使其產生失超等現象，上述程度的誤差(電流測定精度的誤差)並不會產生較大的電流變化，所以，不存在任何問題。
[0140](第5實施方式)
[0141]圖6是表不本發明的第5實施方式的勵磁電源501的結構圖。本實施方式的勵磁電源501省略了第I實施方式的勵磁電源101中使用的第I分路電阻5，取而代之的是將存儲電路50編入功率單元43中。存儲電路50是對通過復歸電路31閉合觸點4a後觸點4a閉合時刻或該閉合時刻前的功率單元43的輸出電流值進行存儲的存儲裝置。另外，在圖6所示的例子中，採用了由存儲電路50存儲分路電阻8 (電流檢測器)的檢測值的結構，也可以採用由存儲電路50存儲向電流控制電路9發送的電流指令值的結構。存儲裝置多種多樣，除了電池備份RAM之外，還有非易失性存儲裝置。另外，通常為了數位化而經由ADC (模數轉換器)等存儲在存儲裝置中。
[0142]另外，本實施方式的復歸電路31構成為這樣的復歸裝置，即:在通過保護電路16閉合觸點4a後，利用分路電阻8的檢測值及存儲電路50的存儲值使功率單元43的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a從而由保護狀態復歸。以下，進行具體說明。
[0143]例如，當檢測出超導磁體2發生異常時，保護電路16幾乎同時向存儲電路50、電流指令電路10及保護繼電器4發送信號。存儲電路50對功率單元43在該時刻的輸出電流值進行存儲。電流指令電路10將對電流控制電路9發送的電流指令值設為0，從而使功率單元43的輸出為O。此外，通過保護繼電器4的動作使觸點4a閉合，從而使功率單元43的輸出短路。另外，保護電路16在存儲電路50能夠對觸點4a閉合前且功率單元43的輸出降為O之前(正常狀態)的輸出電流值進行存儲的時刻向存儲電路50發送信號。
[0144]另外，當然，在通過微型計算機或序列控制器進行包括異常處理的控制時，這些裝置中內置的瞬停檢測電路的信號難以輸入保護電路16(當檢測到瞬停時，向外部進行狀態輸出，序列控制器自身停止，因此之後無法進行使用)，因此，另行設置瞬停檢測電路而將該信號輸入保護電路16，或者，例如，如果有不用於異常處理的微型計算機或序列控制器，將這些裝置中內置的瞬停檢測電路的信號輸入保護電路16。而且，為了使進行控制的微型計算機、序列控制器或其他的設備在瞬停檢測電路檢測出主電源的瞬停後仍能夠暫時(例如3秒左右)發揮功能，需要在其電源部分具有比通常大的電解電容，或者設置可切換為電池驅動的裝置，其中，上述控制包括異常處理。
[0145]這裡，在誤檢測到超導磁體2發生異常時，通過L和R使電流IA發生衰減，但由於L極大R極小因此衰減很小，例如經過5分鐘僅衰減約1%。另一方面，如果操作者發現異常狀態，則操作者按下復歸按鈕32。由此，復歸電路31讀入存儲電路50的例如200A的存儲值，將功率單元43的輸出IB控制在200A。在發出將IB控制在200A的指令的時刻，復歸電路31判斷IB和IA達到一致，復歸電路31斷開觸點4a。實際上，即使IA衰減到198A，如果是這種程度的差，不會導致超導磁體2失超或勵磁電源501本身發生故障，而直接將磁鐵中通過的電流調整至200A。
[0146]根據勵磁電源501，使用一臺電流檢測器即可。本來，如果將控制中使用微型計算機作為前提，則由於計算和存儲幾乎全部通過微型計算機的程序(軟體)來對應，因此具有能夠省略作為硬體部件的電流檢測器的優點。
[0147](第6實施方式)
[0148]圖7是表示本發明的第6實施方式的勵磁電源的結構圖。本實施方式的勵磁電源601是第5實施方式的勵磁電源501的變形例。在本實施方式中，功率單元53還包括計時器51及修正電路52。[0149]計時器51是測定存儲電路50存儲功率単元53的輸出電流值的時刻起的經過時間的計時器。此外，修正電路52是電流值的修正裝置，該電流值用於根據計時器51測定的經過時間及預先存儲的単位時間的修正值對存儲電路50的存儲值進行修正。
[0150]另外，本實施方式的復歸電路31構成為:通過保護電路16閉合觸點4a後，復歸電路31利用分路電阻8的檢測值及被修正電路52修正後的存儲電路50的存儲值使功率單元53的輸出電流值和超導線圈2L中通過的電流值一致，之後斷開觸點4a。以下，進行具體說明。
[0151]例如，假設由於誤檢測超導磁體2發生異常而導致保護繼電器4動作使觸點4a閉合，5分鐘後操作者發現異常狀態，操作者按下復歸按鈕。此時，復歸電路52讀入存儲電路50的例如200A的存儲值，並且讀入計時器51的例如5分鐘(測定的經過時間)的值。然後，修正電路52根據該200A和5分鐘的值推測(計算)本應有所衰減的IA。如果是短時間，則衰減曲線為直線。如果將每分鐘衰減0.4A的衰減率和修正值預先存儲於修正電路52，可通過修正電路52很容易地計算出5分鐘應衰減了 2A。如果將觸點4a閉合時間與操作者按下復歸按鈕的時間的差為長時間作為前提，可以使修正電路52進行更複雜的計算。例如，可預先存儲L及R，使修正電路52進行更加複雜的計算，例如，根據上述L及R的值和所測定的經過時間求出電流的衰減。如果以使用微型計算機進行控制為前提，則修正電路52優選與存儲電路50等其他電路集成並由微型計算機構成。
[0152]然後，復歸電路31讀入修正值198A(200-0.4X5)，將功率單元53的輸出IB控制在198A。在發出將IB控制在198A的指令的時刻，復歸電路31判斷IB和IA達到一致，復歸電路31斷開觸點4a。
[0153]勵磁電源601還具備計時器51及修正電路52，因此，較之於勵磁電源501，能夠更可靠地由保護狀態復歸。另外，優選在勵磁電源501及勵磁電源601中設置可復歸的時間限制。優選地設置可復歸的時間限制使得在勵磁電源501中例如10分鐘以內能夠復歸，使得在勵磁電源601中，雖然取決於計算誤差的大小，但例如3小時以內能夠復歸。另外，以第I分路電阻5置換存儲電路50等的勵磁電源501、601所示的方法，不僅能夠用於勵磁電源101，而且能夠用於勵磁電源201、301及401。
[0154](檢測出電壓驟降後的處理)
[0155]在上述全部實施方式中，檢測出電壓驟降後的處理如下所述。例如，如果微型計算機(未圖示)檢測出電壓驟降，則使電流的指令值為0，並將觸點4a閉合。當將觸點4a閉合時，電流經由該觸點在超導磁體2中環流，電流持續通過超導線圈2し超導磁體2內的電阻為0，除此之外，在連接勵磁電源和超導磁體2的導線、觸點的接觸電阻、分路器5等的電阻極小，超導磁體2所貯存的能量的消耗比例極小，如果為較短的時間，通過的電流就不會減少。例如，如果異常狀態持續5分鐘，衰減率僅約為1%。
[0156]假設操作者確認因電壓驟降而導致異常狀態後，按下復歸按鈕，例如，在200A的電流下使用的裝置在短路狀態下衰減至IA=198A時，通過復歸處理調整至IB=198A後，斷開觸點4a切換為由功率單元進行的電流供給後，能夠再次復歸至200A。因此，對使用磁場的操作沒有實際損害，能夠進行復歸。此外，也可以附帶有瞬停檢測電路恢復供電確認的功能，並利用恢復供電確認信號，來代替復歸按鈕32的按下操作。另ー方面，即使搭載停電用UPS僅對控制系統進行備份，在很多情況下，由於功率系統規模龐大因而無法備份，此吋，即使能夠進行控制也無法使功率單元啟動，因此，觸點4a的短路是有效的。
[0157] 以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不限於上述的實施方式，能夠在權利要求所述的範圍內進行各種變更。
【權利要求】
1.超導磁體用的勵磁電源，對具備超導線圈的超導磁體進行勵磁，其特徵在於，包括: 電源； 功率單元，與所述電源連接； 保護裝置，當誤檢測出所述電源、所述功率單元或所述超導磁體發生異常時，閉合使所述功率單元的輸出的兩端短路的觸點而設定為保護狀態；以及 第I電流檢測器，被設置在具備所述超導線圈和所述觸點的迴路內，用於檢測該迴路內的電流值， 其中，所述功率單元具有: 放大器； 第2電流檢測器，檢測所述功率單元的輸出電流值；以及 電流控制裝置，控制所述輸出電流值， 所述超導磁體用的勵磁電源還包括復歸裝置，在通過所述保護裝置閉合所述觸點後，所述復歸裝置利用所述第I電流檢測器及所述第2電流檢測器的檢測值，按照預定的掃描速率提高所述輸出電流值，使所述輸出電流值和所述超導線圈中通過的電流值一致，之後斷開所述觸點從而由所述保護狀態復歸。
2.如權利要求1所述的超導磁體用的勵磁電源，其特徵在於， 所述復歸裝置構成為:當復歸按鈕被按下時，讀入所述第I電流檢測器的檢測值作為目標值，並將所述第2電流檢測器的檢測值作為當前值，按照預定的掃描速率使兩檢測值一致，之後斷開所述觸點。
3.如權利要求2所述的超導磁體用的勵磁電源，其特徵在於， 所述第I電流檢測器被設置在所述迴路內能夠檢測所述輸出電流值的位置， 所述電流控制裝置構成為:在正常狀態，利用所述第I電流檢測器的檢測值控制所述輸出電流值，在由所述保護狀態復歸時，利用所述第2電流檢測器的檢測值控制所述輸出電流值，由此，在所述正常狀態和由所述保護狀態復歸時對用於輸出電流控制的電流檢測器進行切換。
【文檔編號】H02H7/00GK103560483SQ201310429751
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2010年11月4日 優先權日:2009年11月4日
【發明者】永浜恭秀, 神門剛 申請人:日本超導體技術公司